FR2934734A1 - Procede d'acces par un noeud requerant a un canal principal de transmission d'un reseau de communication, noeud requerant, produit programme d'ordinateur et moyen de stockage correspondants. - Google Patents

Abstract

Il est proposé un procédé d'accès, par un noeud requérant appartenant à un réseau de communication, à un canal principal de transmission du réseau pendant un intervalle de temps partagé, le noeud requérant émettant, pendant un intervalle de temps de collision et après une durée déterminée comptée à partir du début dudit intervalle de collision, une première requête d'accès au réseau pour l'intervalle de temps partagé. Plus précisément, le noeud requérant transmet (1214) la première requête d'accès formulée sur un canal supplémentaire formé par utilisation de préfixes cycliques de symboles de données émis sur le canal principal de transmission du réseau puis la compare à au moins une deuxième requête d'accès au réseau pour l'intervalle de temps partagé émise(s) pendant l'intervalle de temps de collision par au moins un second noeud requérant. Si le noeud requérant est prioritaire selon un critère prédéterminé, il accède ensuite au canal principal de transmission.

Description

Procédé d'accès par un noeud requérant à un canal principal de transmission d'un réseau de communication, noeud requérant, produit programme d'ordinateur et moyen de stockage correspondants. 1. DOMAINE DE L'INVENTION Le domaine de l'invention est celui des réseaux de communication mettant en oeuvre une modulation utilisant des préfixes cycliques (ou CP pour Cyclic Prefix en anglais), telle que l'OFDM (pour Orthogonal Frequency-Division Multiplexing en anglais ou multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence en français).

Les applications réseaux, notamment sans fil, sont aujourd'hui de plus en plus nombreuses. Le besoin des utilisateurs tend vers toujours plus de débit du flux de données utiles et plus de qualité lors de la transmission de données. D'autre part, un grand nombre d'appareils peuvent être amenés à communiquer entre eux et ainsi constituer un réseau de communication.

Pour répondre à la demande d'augmentation de débit de données pour des applications audio, vidéo, audio et visioconférence, toutes exigeant un moyen de communication à faible latence et sans perte de qualité, il est nécessaire d'augmenter la largeur de bande du spectre radio fréquence (ou RF pour Radio Frequency en anglais). Du fait des limites physiques, normatives et légales, il n'est pas possible d'augmenter la largeur de bande du spectre radio fréquence indéfiniment. Il est alors nécessaire de se limiter à une certaine largeur de bande du spectre radio fréquence autour de la fréquence porteuse (un pourcentage de la fréquence porteuse par exemple). Par exemple, une largeur de bande de 1% dans la bande autorisée pour le Wi-Fi (pour Wireless Fidelity en anglais) autour de la fréquence porteuse de 2,4 GHz, la largeur de bande est de 24 MHz. Alors que pour une largeur de bande de 1% dans la bande autorisée autour de la fréquence porteuse des 60 GHz, la largeur de bande est de 600 MHz. La bande des 60 GHz permet donc une plus grande largeur de bande, mais possède également des propriétés physiques différentes de celles des fréquences plus basses. Une des caractéristiques physiques de la bande millimétrique est le faible taux de réflexion sur les obstacles du type que l'on peut rencontrer dans un environnement domestique (murs, meubles, êtres vivants,....). Pratiquement, ceci impose pour assurer une bonne transmission des données sans perte, une vue directe des antennes émettrices et réceptrices des objets communicants, autrement dit une liaison par ondes radio sans obstacles excepté l'air, et plus connue sous le nom de LOS (pour Line Of Sight en anglais). Cependant, comme l'air atténue le signal radio, pour maintenir un bon niveau de qualité du lien radio et avoir une portée radio suffisante sans avoir à émettre à des puissances non autorisées, il est nécessaire de disposer d'antennes directionnelles possédant un gain positif. Les systèmes de transmission radio à 60GHz sont particulièrement bien adaptés pour une transmission de données à très hauts débits dans un rayon limité, comme par exemple l'exige une connectivité entre différents éléments d'un cinéma de salon (ou home cinema ou home theater en anglais). En effet pour ce cas d'utilisation, la portée est limitée à une dizaine de mètres. Par contre, les débits mis en jeux sont très élevés, au-delà du gigabit par seconde, du fait notamment de la nature (audio ou vidéo) et de la très haute résolution de l'information transmise. De plus, toujours dans le cas d'utilisation d'un home cinéma, le système de transmission requiert un synchronisme parfait entre le ou les émetteurs et les récepteurs, notamment dans le cas d'un système audio à canaux multiples, comprenant jusqu'à huit (par exemple) hauts parleurs, et plus connu sous le nom en anglais de Surround Sound System . En effet dans ce cas précis, un émetteur (comprenant aussi un décodeur audio) transmet de manière parfaitement synchrone différents canaux audio issus d'une seule source à un sous-ensemble de récepteurs, comprenant chacun un haut parleur, l'ensemble de ces récepteurs devant restituer globalement un son multi spatial de manière parfaitement synchronisée. Par ailleurs, étant donnée la nature particulièrement aléatoire de ce type de support de transmission, notamment très sensible aux masquages de signal causés par exemple par un individu traversant le champ de transmission, il est nécessaire d'effectuer de multiples transmissions (par l'intermédiaire de relais) des symboles de données afin d'en garantir la bonne réception au-delà d'un taux d'erreur résiduel prédéfini. Dans une telle application donnée ici en exemple, chaque haut-parleur du home- cinéma représente un noeud du réseau de communication. Après la mise en route et l'installation du système, un certain nombre de noeuds sont choisis pour retransmettre (c'est-à-dire relayer), lors d'intervalles de temps alloués suivant une séquence TDM définie (pour Time Division Multiplexing en anglais ou multiplexage par répartition dans le temps en français), les données fournies au départ par le noeud source (noeud auquel est connectée la source audio).

Un home-cinéma comprenant 8 hauts parleurs, par exemple un home cinéma de type 7.1 , est représenté sur la figure 1. L'auditeur (30) est entouré des différents noeuds ou haut-parleurs (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800). Chaque noeud comprend une antenne d'émission et une antenne de réception (non représentées). Sur la figure 1 sont représentés les faisceaux directionnels (351, 451, 551, 651, 751, 851) de chaque antenne de réception des noeuds (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800). Le noeud émetteur, pendant l'intervalle de temps de la séquence TDM représenté, est, dans cet exemple le noeud (100) dont le faisceau d'émission (152) est quasi-omnidirectionnel. Le noeud 100 est ici en charge de retransmettre (c'est-à-dire relayer) les données précédemment émises par le noeud source (ici le noeud 1000), afin d'augmenter les possibilités pour un noeud récepteur de recevoir au moins une fois les données fournies par le noeud source. Le temps de transmission d'une séquence TDM 10 est ici partagé en plusieurs intervalles de temps (ou encore time slot en anglais). Dans l'exemple de la figure 1, six intervalles de temps ITO, IT1, IT2, IT3, IT4 et Cl composent la séquence TDM. L'intervalle ITO est affecté au noeud source 1000 pour la première transmission des données de la source audio. Les trois intervalles de temps IT1, IT2, et IT3 permettent aux noeuds auxquels ces intervalles ont été affectés d'émettre sur le medium. Un noeud a qui un intervalle donné n'est pas affecté est en mode réception pendant cet intervalle de temps donné. Pour émettre, les noeuds utilisent une antenne quasi omnidirectionnelle, c'est-à-dire distribuant l'énergie radio dans un large espace afin d'atteindre un maximum de noeuds. Concernant les noeuds en réception, ceux-ci utilisent des antennes directionnelles et directives ayant la propriété d'avoir un gain positif (plus le gain est élevé, plus l'antenne est directive). Ce mode de fonctionnement impose de sélectionner le bon secteur d'antenne orienté vers l'émetteur émettant durant l'intervalle de temps qui lui est attribué par la séquence TDM déterminée déjà mentionnée. Les différents angles d'antenne à configurer suivant la séquence TDM correspondant aux différents émetteurs peuvent être stockés sous forme d'une table d'angles au niveau de chaque noeud. Cette table d'angles peut être établie durant l'installation du système complet par une phase de configuration. Par exemple, les noeuds réalisent un balayage spatial de chaque secteur d'antenne et déterminent le meilleur secteur de réception pour chaque noeud émetteur. Sur un médium tel qu'un lien radio à 60GHz, partagé en TDMA (pour Time Division Multiple Access en anglais ou accès multiple par répartition dans le temps en français), avec des intervalles de temps prédéfinis afin d'optimiser l'usage de la bande passante disponible, seuls quelques noeuds sont sélectionnés pour émettre (données relayés du noeud source ou données disposées pour la première fois sur le réseau par le noeud lui-même) à des intervalles de temps déterminés (par exemple les intervalles de temps IT1, IT2 et IT3 de la figure 1),d'autres intervalles de temps étant réservés afin de permettre aux autres noeuds n'ayant pas d'intervalles de temps dédiés de demander l'accès au canal de transmission et d'émettre des données asynchrones. 2. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Afin de permettre aux noeuds de demander l'accès au canal de transmission dans un intervalle de temps partagé par plusieurs noeuds (par exemple l'intervalle de temps IT4 de la figure 1), il est d'usage de réserver un intervalle de temps, dit intervalle de temps de collision (ou contention time slot en anglais) comme par exemple l'intervalle de temps Cl de la figure 1. L'intervalle de temps de collision Cl sert alors à la transmission de requêtes d'accès au medium pour un intervalle de temps partagé IT4 ultérieur prédéterminé. Cet intervalle de temps partagé IT4 est associé à cet intervalle de temps de collision Cl. L'accès au medium pendant l'intervalle de temps partagé IT4 se fait de manière non-concurrentielle après traitement des requêtes d'accès émises pendant l'intervalle de temps de collision Cl associé et après détermination d'un noeud requérant dont l'accès est prioritaire pendant l'intervalle de temps partagé. Chaque noeud, dit noeud requérant, voulant accéder au canal de transmission pendant l'intervalle de temps partagé IT4 émet une requête pendant l'intervalle de temps de collision. Cependant, il peut exister un certain nombre de collisions si plusieurs noeuds émettent une requête d'accès au même moment, rendant alors inexploitables les signaux radio reçus par un noeud récepteur. Pour diminuer la probabilité de collision, une technique bien connue consiste en ce que les noeuds requérants commencent à émettre dans l'intervalle de temps de collision après un délai d'attente déterminé aléatoirement pour chacun. En effet, s'il y a chevauchement parfait des trames radio émises, les signaux reçus par les noeuds récepteurs sont généralement inexploitables. S'il n'y a pas chevauchement sur la trame complète, mais que la fin de la trame est inexploitable à cause d'une collision, des données manqueront. S'il s'agit du début de trame qui est inexploitable pour cause de collision, il manquera également des données mais aussi des informations de synchronisation indispensables du début de la trame (préambule, entête,...). Une manière logique de pallier à ce problème est de réémettre une requête d'accès au canal autant de fois que nécessaire à chaque nouvel intervalle de temps. Ceci a pour inconvénient de prendre beaucoup de temps et d'utiliser beaucoup de bande passante. Ce procédé est utilisé jusqu'à une certaine limite d'un nombre de réémissions, tel que dans les systèmes du type CSMA/CD (pour Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection en anglais ou accès multiple avec écoute de porteuse et détection de collision en français).

Cette méthode CSMA/CD d'accès au medium est celle employée dans les réseaux locaux Ethernet standards. Dans ce procédé, chaque noeud est libre de communiquer à n'importe quel moment. Chaque noeud envoyant un message vérifie qu'aucun autre message n'a été envoyé en même temps par un autre noeud. Si c'est le cas, les deux noeuds patientent pendant un temps aléatoire avant de recommencer à émettre.

Dans un environnement sans fil ce procédé n'est pas possible dans la mesure où deux noeuds émetteurs communiquant avec un noeud récepteur ne s'entendent pas forcément mutuellement en raison de la portée du signal radio. Ainsi, la norme IEEE 802.11 propose un protocole similaire appelé CSMA/CA (pour Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance en anglais ou accès multiple avec écoute de porteuse et évitement de collision en français). Le protocole CSMA/CA utilise un mécanisme d'évitement de collisions basé sur un principe d'accusé de réception réciproque entre l'émetteur et le récepteur. Un noeud voulant émettre écoute le réseau. Si le réseau est encombré, la transmission est différée. Dans le cas contraire, si le médium est libre pendant un temps donné appelé DIFS (pour Distributed Inter Frame Space en anglais ou espace inter trame distribué en français), alors le noeud peut émettre. Le noeud transmet un message appelé RTS (pour Ready To Send ou Request To Send en anglais ou prêt à émettre en français), signifiant qu'il est prêt à émettre, contenant des informations sur le volume des données qu'il souhaite émettre et la vitesse de transmission. Le noeud auquel les données sont destinées répond alors en émettant un CTS (pour Clear To Send en anglais ou libre pour émettre en français) signifiant que champ est libre pour émettre. Puis le noeud émetteur commence l'émission des données. A réception de toutes les données émises par le noeud émetteur, le noeud récepteur envoie un accusé de réception ACK (pour acknowledge en anglais). Tous les noeuds du réseau patientent alors pendant un temps qu'ils considèrent être celui nécessaire à la transmission du volume d'information à émettre à la vitesse annoncée. Cette méthode prend comme hypothèse des noeuds avec antennes omnidirectionnelles. Dans le cas d'antennes directionnelles en réception, il est nécessaire que l'antenne du noeud récepteur soit correctement orientée lors de la demande RTS. Dans le cas contraire, le noeud récepteur ne recevra pas la demande et donc l'émetteur devra répéter la demande jusqu'à ce que l'antenne du noeud récepteur qui balaye l'espace pour écouter les demandes (ou RTS) des autres noeuds soit correctement orientée afin de recevoir les RTS. Cependant, cette méthode est consommatrice en temps. C'est également une perte de bande passante. D'autre part pendant que des noeuds balayent l'espace pour écouter si un noeud émet un RTS, un ou plusieurs noeuds peuvent émettre un RTS en même temps. Suivant la position de l'antenne directionnelle des noeuds récepteurs, un ou plusieurs noeuds récepteurs peuvent recevoir un ou plusieurs RTS, ce qui multiplie le nombre de cas de collisions possibles et génère un trafic inutile important, soldé par un grand nombre d'échecs de transmission et rendant difficile tout échange de données. De plus, dans le cas d'un système TDM, le ou les intervalles de temps réservés à ce type de trafic sont limités en nombre et en durée, ce qui limite encore plus l'usage d'un protocole basé sur ce principe. Cette méthode n'est donc pas suffisante. Une méthode simple consisterait à balayer tous les angles correspondants à une liaison directe à vue (ou LOS pour Line Of Sight en anglais) à chaque noeud de l'installation d'une manière synchrone. Quand le noeud est visé par les antennes directionnelles des autres noeuds, celui-ci peut émettre une requête d'accès au canal, et le processus continue ainsi de suite pour chaque noeud. L'inconvénient de cette méthode est que s'il y a un grand nombre de noeuds, le balayage de toutes les directions vers les noeuds prend beaucoup de temps. Dans ce cas, l'intervalle de temps réservé aux requêtes d'accès au medium risque d'être très long, d'où une perte de bande passante utile. Egalement, cela suppose que tous les noeuds connaissent la position et les angles de visée de tous les autres noeuds, comme par exemple au démarrage du système. Beaucoup d'autres méthodes sont décrites dans la littérature technique et notamment pour les applications du type réseau LAN câblé, tel que décrit dans le brevet US 6,538,985 ( Channel reservation media access control protocol using orthogonal frequency division multiplexing ), détaillant une façon de résoudre le problème en allouant à chaque noeud et à leur identifiant, une fréquence dans le spectre OFDM. Après la transformation FFT (pour Fast Fourier Transform en anglais) du symbole OFDM, la détection des fréquences servant d'identifiant permet de connaître les noeuds demandant accès au medium. Cette méthode bien adaptée à un support câblé, où l'atténuation des signaux est faible, n'est pas adaptable aux canaux de transmission radio, où les atténuations sont dans ce cas élevées. En effet, un noeud récepteur va capter un niveau de signal radiofréquence RF très fort en provenance des noeuds émetteurs proches, et donc adapter le gain en réception pour éviter la saturation de celui-ci. Par conséquent, le gain sera devenu trop faible pour capter les signaux RF des noeuds plus éloignés. Une autre invention, telle que décrite dans le document de brevet W00072626 Method and apparatus for bandwidth allocation , est bien adaptée au réseau sans-fil avec des antennes quasi-omnidirectionnelles. Cependant, cette technique n'est pas adaptée aux technologies exigeant des antennes directionnelles exigeant une orientation à un instant donné et à un angle donné. En effet, cette invention décrit un réseau de type large bande à haut débit avec des noeuds appelés CPE (pour Customer Premise Equipment en anglais) et une station de base. Les CPE peuvent demander de la bande passante. Les demandes sont contrôlées par la station de base. Une première technique décrite est celle du polling (ou scrutation en français) de un ou plusieurs CPE de manière périodique ou bien suite à une demande d'un CPE. Une autre solution technique décrite dans ce document de brevet W00072626 est celle du Piggybacking , c'est-à-dire que l'acquittement du paquet précédent est envoyé en même temps que le paquet de données suivant. Cette solution utilise également le partage du medium par une technique de TDD (pour Time Division Duplex en anglais), où sont réservés des intervalles de temps pour que les CPE puissent émettre une requête. Ces intervalles de temps sont dits de collision car plusieurs CPE peuvent émettre en même temps. Le document de brevet W00072626 ne met pas en oeuvre des techniques permettant de récupérer des informations lorsqu'il existe des collisions et le CPE demandeur doit réitérer sa requête plus tard, d'où une perte de temps et de bande passante. 3. OBJECTIFS DE L'INVENTION L'invention, dans au moins un mode de réalisation, a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. Plus précisément, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un objectif est de fournir une technique permettant de détecter et de sélectionner de façon sûre et rapide un noeud émettant une requête d'accès à un canal de transmission parmi une pluralité de noeuds effectuant une requête de manière concurrentielle, et ce même lorsqu'il existe des collisions entre ces requêtes. Au moins un mode de réalisation de l'invention a également pour objectif de fournir une telle technique simple à mettre en oeuvre et peu coûteuse. 4. EXPOSÉ DE L'INVENTION Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, il est proposé un procédé d'accès, par un noeud requérant appartenant à un réseau de communication comprenant un ensemble de noeuds et cadencé par un cycle réseau décomposé en intervalles de temps, à un canal principal de transmission dudit réseau pendant un intervalle de temps partagé par ledit ensemble de noeuds, le noeud requérant émettant, pendant un intervalle de temps de collision et après une durée déterminée comptée à partir du début dudit intervalle de collision, une première requête d'accès audit réseau pour l'intervalle de temps partagé, Selon l'invention, ce dispositif est remarquable en ce que les étapes suivantes sont effectuées par ledit noeud requérant : - transmettre ladite première requête d'accès, ladite requête d'accès étant formulée sur un canal supplémentaire formé par utilisation de préfixes cycliques de symboles de données émis sur le canal principal de transmission dudit réseau ; - recevoir au moins une deuxième requête d'accès audit réseau pour l'intervalle de temps partagé, de forme identique à ladite première requête d'accès, et émise(s) pendant ledit intervalle de temps de collision par au moins un second noeud requérant; - accéder audit canal principal de transmission dudit réseau pendant ledit intervalle de temps partagé, dans le cas où, à partir d'informations d'accès contenues dans ladite première requête d'accès et ladite ou lesdites deuxième(s) requête(s) d'accès, ledit noeud requérant est prioritaire selon un critère prédéterminé. Ainsi, dans ce mode de réalisation particulier, l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de sélection rapide et efficace, d'un noeud requérant lorsqu'il existe des collisions entre au moins deux requêtes d'accès à un intervalle de temps partagé. En effet, le canal supplémentaire obtenu (sans décodage des symboles eux-mêmes, les données utiles portées par ces symboles sur le canal principal n'étant pas pertinentes pour la présente invention), du fait qu'il utilise uniquement les cycliques préfixes, permet la réception de la trame d'informations sans synchronisation sur un préambule (pour mémoire, de manière classique, le noeud doit se synchroniser sur un préambule pour pouvoir démoduler des données comprises dans l'entête ou dans le champ de données utiles qui suit cet entête). En cas de collision, il n'est donc pas nécessaire que chaque noeud requérant réémette une nouvelle requête d'accès après détermination d'une nouvelle durée pseudoaléatoire.

Par ailleurs, le procédé de l'invention n'exige pas ou peu d'ajout de matériel supplémentaire à ce qui existe déjà dans un réseau de type sans fil. De façon avantageuse, chaque requête d'accès comprend une trame d'informations comprenant au moins deux champs d'informations, lesdits champs contenant des informations d'accès identiques. La répétition des champs d'informations permet à un noeud récepteur d'augmenter les chances de récupérer de l'information utile quand il reçoit au moins partiellement une requête d'accès envoyée par un autre noeud. En effet, il suffit qu'il reçoive sans collision au moins un champ d'informations.

Avantageusement, au sein de la trame d'information, les champs d'informations sont séparés par des champs séparateurs. Les séparateurs permettent aux noeuds en mode réception de détecter le début et la fin des champs d'informations (avec la condition que le champ d'informations ne contient pas de suite de bits identique à la suite de bits constituant le séparateur).

Selon une caractéristique avantageuse, lesdites informations d'accès comprennent au moins un des éléments suivants : une identification du noeud émettant ladite requête d'accès ; un paramètre représentatif d'un taux d'occupation dudit canal principal par le noeud émettant ladite requête d'accès ; et un paramètre représentatif du nombre d'accès antérieurs audit intervalle de temps partagé par le noeud émettant ladite requête d'accès. Ainsi, en appliquant un processus identique pour tous les noeuds, tous les noeuds doivent obtenir le même résultat et donc au final connaissent l'identifiant du noeud autorisé à transmettre durant l'intervalle de temps partagé. Si un masquage ou un évanouissement empêche une requête d'accès d'être reçue par l'ensemble des autres noeuds requérants l'accès au medium pour l'intervalle de temps partagé, une collision pourra survenir pendant l'intervalle de temps partagé. Cependant, le risque d'une telle collision est limité à cette situation et la plupart des collisions survenant pendant l'intervalle de temps de collision n'empêcheront pas la détermination d'un noeud unique pouvant accéder au medium pendant l'intervalle de temps partagé. Selon une caractéristique avantageuse, chaque noeud comprenant une antenne de réception ayant une couverture en réception définie par un spectre angulaire, la durée de chaque requête d'accès est supérieure à une durée de balayage dudit spectre angulaire par ladite antenne.

Cette durée de chaque requête d'accès permet de recouvrir au moins un temps de balayage de tous les secteurs d'antenne du noeud en mode réception. Selon une autre caractéristique avantageuse, ladite durée de chaque requête d'accès est égale à deux fois ladite durée de balayage.

Du fait de cette durée constante de chaque requête d'accès et du fait que les trames d'émission ne débutent pas au même instant, il existe une forte probabilité d'existence d'au moins une fenêtre de temps où il n'y a pas de collision entre les trames des différents noeuds requérants et pendant laquelle un seul noeud émet au moins une partie de sa requête d'accès à l'intervalle de temps partagé.

Avantageusement, l'étape consistant à transmettre ladite première requête d'accès comprend une sous-étape consistant à sélectionner, pour chaque bit de ladite première requête, entre une valeur de préfixe cyclique d'un symbole de données émis sur le canal principal et l'inverse de ladite valeur de préfixe cyclique, en fonction de la valeur dudit bit de ladite première requête d'accès.

Ainsi, par simple inversion du préfixe cyclique d'un symbole, il est possible de transmettre une information supplémentaire d'un bit par symbole de données émis sur un canal principal de transmission et ainsi créer un canal secondaire de transmission, sans consommation de bande passante supplémentaire. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur. Ce produit programme d'ordinateur comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé précité (dans l'un quelconque de ses différents modes de réalisation), lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un moyen de stockage lisible par ordinateur, éventuellement totalement ou partiellement amovible, stockant un programme d'ordinateur comprenant un jeu d'instructions exécutables par un ordinateur pour mettre en oeuvre le procédé précité (dans l'un quelconque de ses différents modes de réalisation.

L'invention concerne également un noeud requérant appartenant à un réseau de communication comprenant un ensemble de noeuds et cadencé par un cycle réseau décomposé en intervalles de temps, ledit noeud requérant demandant un accès à un canal principal de transmission dudit réseau pendant un intervalle de temps partagé par ledit ensemble de noeuds, le noeud requérant émettant, pendant un intervalle de temps de collision et après une durée déterminée comptée à partir du début dudit intervalle de collision, une première requête d'accès audit réseau pour l'intervalle de temps partagé. Selon l'invention, ce noeud requérant est remarquable en ce qu'il comprend: - des moyens de transmission de ladite première requête d'accès, ladite requête d'accès étant formulée sur un canal supplémentaire formé par utilisation de préfixes cycliques de symboles de données émis sur le canal principal de transmission dudit réseau ; des moyens de réception d'au moins une deuxième requête d'accès audit réseau pour l'intervalle de temps partagé, de forme identique à ladite première requête d'accès, et émise(s) pendant ledit intervalle de temps de collision par au moins un second noeud requérant ; des moyens d'accès audit canal principal de transmission dudit réseau pendant ledit intervalle de temps partagé, dans le cas où, à partir d'informations d'accès contenues dans ladite première requête d'accès et ladite ou lesdites deuxième(s) requête(s) d'accès, ledit noeud requérant est prioritaire selon un critère prédéterminé. Avantageusement, chaque requête d'accès comprend une trame d'informations comprenant au moins deux champs d'informations, lesdits champs contenant des informations d'accès identiques. De manière avantageuse, au sein de la trame d'informations, les champs d'informations sont séparés par des champs séparateurs. Selon une caractéristique intéressante, lesdites informations d'accès comprennent au moins un des éléments suivants : - une identification du noeud émettant ladite requête d'accès ; un paramètre représentatif d'un taux d'occupation dudit canal principal par le noeud émettant ladite requête d'accès ; et un paramètre représentatif du nombre d'accès antérieurs audit intervalle de temps partagé par le noeud émettant ladite requête d'accès. En outre, chaque noeud comprenant une antenne de réception ayant une 30 couverture en réception définie par un spectre angulaire, la durée de chaque requête d'accès est supérieure à une durée de balayage dudit spectre angulaire par ladite antenne. Egalement, ladite durée de chaque requête d'accès est égale à deux fois ladite durée de balayage. 10 15 20 25 15 20 25 30 Selon une autre caractéristique avantageuse, les moyens de transmission comprennent des moyens de sélection, pour chaque bit de ladite première requête, entre une valeur de préfixe cyclique d'un symbole de données émis sur le canal principal et l'inverse de ladite valeur de préfixe cyclique, en fonction de la valeur dudit bit de ladite première requête d'accès. 5. LISTE DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement, dans le domaine spatial et à un intervalle de temps IT1 d'une super trame 10 d'un cycle TDM, la configuration d'un système de huit noeuds selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 2 illustre schématiquement, dans le domaine spatial et à un intervalle de temps IT2 de la super trame 10, la configuration du système à huit noeuds de la figure 1 ; - la figure 3 illustre schématiquement, dans le domaine spatial et à un intervalle de temps IT3 de la super trame 10, la configuration du système à huit noeuds de la figure 1 ; - la figure 4 illustre schématiquement, dans le domaine spatial et à un intervalle de temps de collision Cl de la super trame 10, la configuration du système à huit noeuds de la figure 1 ; - la figure 5 illustre schématiquement, durant l'intervalle de temps de collision, la situation des antennes réceptrices des noeuds récepteurs d'une requête d'accès, émise par un noeud requérant 700, à un intervalle de temps partagé IT4 de la super trame 10 ; - la figure 6 illustre schématiquement, durant l'intervalle de temps de collision Cl, la situation des antennes réceptrices des noeuds récepteurs de deux requêtes simultanées d'accès émises par deux noeuds requérants 600 et 700; - la figure 7 illustre schématiquement, lors de l'intervalle de temps de collision Cl, trois trames RF d'informations correspondant chacune à une requête d'accès à l'intervalle de temps partagé IT4 et émises par trois noeuds requérants ; - la figure 8 illustre schématiquement la création d'un canal supplémentaire véhiculant une requête d'accès à l'intervalle de temps partagé IT4, selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 9 illustre schématiquement un arrangement particulier d'une trame d'informations d'une requête d'accès émise par un noeud requérant, selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 10 illustre schématiquement, dans le domaine spatial et à l'intervalle de temps partagé IT4 de la super trame 10, la configuration du système à huit noeuds de la figure 1 lorsque l'accès au medium a été attribué au un noeud 700, qui en a précédemment fait la requête pendant l'intervalle de temps de collision Cl; - La figure 11 illustre schématiquement un bloc diagramme d'un dispositif selon un mode de réalisation particulier de la présente invention; - La figure 12 illustre un algorithme de gestion de l'accès à un intervalle de temps partagé IT4 émise par un noeud requérant, selon un mode de réalisation particulier de l'invention. 6. DESCRIPTION DÉTAILLÉE La description qui suit illustre un mode de réalisation particulier de l'invention. Plusieurs hypothèses de départ sont à prendre en considération en relation avec la figure 1. - l'ensemble des noeuds du réseau de communication sont synchronisés sur une séquence TDM prédéterminée au démarrage du système home-cinéma de type 7.1 dans ce mode de réalisation particulier ; - la configuration de la figure 1 comprend huit noeuds et une super-trame de durée fixe comprenant six intervalles de temps: o le premier intervalle de temps ITO est affecté à la transmission des données par le noeud source 1000 ; 25 o les trois intervalles de temps suivants IT1, IT2, IT3 sont alloués à trois autres noeuds parmi les huit noeuds ; o le cinquième intervalle de temps correspond à un intervalle de temps de collision Cl (ou contention time slot en anglais), où les noeuds (notamment ceux n'ayant pas d'intervalles de temps d'émission alloués 30 parmi les intervalles ITO à IT3) peuvent émettre une requête d'accès à un intervalle de temps partagé IT4 ; o le sixième intervalle de temps correspond à un intervalle de temps partagé IT4, et est alloué au noeud dont la demande d'accès émise pendant l'intervalle de temps de collision Cl a été précédemment satisfaite ; 35 - le système home-cinéma de type 7.1 de la figure 1 est opérationnel, c'est-à- 10 15 20 dire qu'il a été configuré : chaque noeud connaît la valeur des angles d'antenne à utiliser pour recevoir le signal radio des noeuds qui émettent aux quatre premiers intervalles de temps ITO à IT3, mais ne connaissent pas nécessairement les angles d'antenne nécessaires pour recevoir le signal radio des autres noeuds demandant l'accès au réseau de communication (médium) ; - chaque noeud possède deux types d'antenne : une première antenne d'émission de type omnidirectionnelle, et une seconde antenne de réception de type réseau d'antennes (ou beam-forming antenna ou smart antenna en anglais) permettant différentes configurations du lobe de réception, c'est-à-dire un lobe étroit avec un gain positif. La figure 1 représente dans le domaine spatial et à un intervalle de temps IT1 d'une super trame 10, la configuration d'un système home-cinéma comprenant 8 noeuds (ou hauts parleurs) pouvant être, par exemple, un système audio de type 7.1 . La position de l'intervalle de temps IT1 est indiquée par une représentation (10) du cycle TDM sur une super-trame, la partie grise correspondant à l'intervalle de temps en cours. L'intervalle de temps ITO pendant lequel le noeud 1000 a émis des données sur le réseau de communication est donc écoulé pour le cycle TDM en cours. Le noeud 100 émet pendant toute la durée de l'intervalle de temps IT1 grâce à son antenne omnidirectionnelle. Cette émission, représentée par le lobe d'émission radio (152) de l'antenne d'émission du noeud 100 est réalisée vers tous les autres noeuds récepteurs (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800). Les lobes de réception (251, 351, 451, 551, 651, 751, 851) des antennes directionnelles (non représentées) des noeuds (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) s'orientent alors vers le noeud 100 émetteur. Chaque lobe de réception représente l'orientation de l'antenne directionnelle du noeud en mode réception. Le cercle 35 représente le placement des enceintes acoustiques autour d'un auditeur 30 placé sensiblement au centre du système home cinema, selon les recommandations ITU-R BS.775-2, donné ici à titre d'exemple, l'invention pouvant fonctionner pour toute autre configuration.

Dans ce cas d'application, les noeuds (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) sont des enceintes acoustiques avec haut-parleurs qui respectivement ont la fonction de haut-parleur central ( central speaker en anglais), de haut-parleur de coté gauche ( side left speaker en anglais), de haut-parleur de coté droit ( side right speaker en anglais), de haut-parleur avant droit ( front right speaker en anglais), haut-parleur avant gauche ( front left speaker en anglais), de haut-parleur arrière gauche ( rear left speaker en anglais), de haut-parleur arrière droit ( rear right speaker en anglais) et de caisson de basses ( sub-woofer en anglais). La flèche 31 représente l'axe des abscisses du repère cartésien (x, y) permettant d'indiquer l'orientation des antennes directionnelles de chaque enceinte acoustique ou noeud. La figure 2 représente la situation des lobes de réception à un intervalle de temps IT2 de la super trame 10, qui est affecté à l'émission de données par le noeud 200. Pendant cet intervalle de temps, seul le noeud 200 émet, avec son antenne quasi omnidirectionnelle d'émission (représentée par son lobe de d'émission 252). Les autres noeuds, en mode réception, orientent dans ce cas leurs antennes directives de réception vers le noeud 200 émetteur. La figure 3 représente la situation des lobes de réception à un intervalle de temps IT3 de la super trame 10, qui est affecté à l'émission de données par le noeud 300. Pendant cet intervalle de temps, seul le noeud 300 émet, avec son antenne quasi omnidirectionnelle d'émission (représentée par son lobe de d'émission 352). Les autres noeuds, en mode réception, orientent dans ce cas leurs antennes directives de réception vers le noeud 300 émetteur. La figure 4 représente la situation des lobes de réception à un intervalle de temps de collision Cl de la super trame 10, qui est dédié à l'émission de requêtes d'accès à un intervalle de temps partagé IT4 de la super trame 10. Durant cet intervalle de temps de collision Cl, tous les noeuds voulant accéder au medium peuvent envoyer une requête d'accès à un intervalle de temps partagé IT4 (plus amplement décrit par a suite). Ainsi, les noeuds auxquels il n'a pas été affecté d'intervalle de temps parmi les intervalles de temps ITO à IT3, ou qui désire obtenir momentanément un supplément de bande passante, peuvent obtenir l'accès au medium pendant l'intervalle de temps IT4 grâce à l'émission, pendant l'intervalle de temps de collision Cl, d'une requête d'accès. Chaque noeud demandeur (encore appelé noeud requérant), en dehors du temps qu'il lui est nécessaire pour émettre sa requête, balaie l'espace par secteur d'antenne comme représenté par les lobes d'antenne en pointillé (151, 251, 351, 451, 551, 651, 751, 851), à la recherche d'un signal correspondant à une requête concurrente émise par l'un des autres noeuds du réseau. Comme illustré sur la figure 5, si un noeud requérant 700 émet une requête d'accès (représentée par son lobe d'émission 751), les noeuds en mode réception captent le signal radio de celui-ci lors du passage de leur antenne dans la direction du noeud requérant (noeud 700 dans ce cas). Ils arrêtent alors leur balayage des secteurs d'antenne et figent l'antenne dans la direction du noeud 700. Après avoir capté le signal radio et décodé les données utiles (étapes décrites plus en détail dans la suite de la description), chaque noeud en mode réception enregistre ces données utiles. Une fois ces données stockées, les noeuds redémarrent un balayage spatial des différents secteurs d'antenne afin de chercher d'autres noeuds émettant une requête d'accès à l'intervalle de temps partagé IT4 afin d'accéder au médium. A la fin de l'intervalle de temps de collision Cl, les noeuds en mode réception déterminent (tel que décrit plus en détail en relation avec la figure 12), à partir des informations stockées, le noeud autorisé à émettre lors de l'intervalle de temps partagé IT4. La figure 6 illustre plusieurs noeuds émettant de manière simultanée lors de l'intervalle de temps de collision Cl. Dans la configuration de la figure 6, les noeuds 600 et 700 émettent de manière simultanée une requête d'accès au médium (représentée au moyen de leur lobe d'émission respectif 651 et 751). Dans ce cas, les signaux RF émis par les noeuds 600 et 700 sont susceptibles de se perturber, de s'annuler ou de s'atténuer mutuellement, empêchant ou ne garantissant pas l'intégrité des signaux RF. L'invention permet de résoudre ce problème comme illustré dans les figures suivantes. La figure 7 illustre schématiquement une super trame 10 comprenant quatre intervalles de temps 11 affectés à quatre noeuds. Ces intervalles de temps servent par exemple pour la transmission de données synchrones. La super trame 10 comprend également un intervalle de temps de collision 20 pour les requêtes d'accès à un intervalle de temps partagé 12. Dans l'exemple de la figure 7, trois noeuds émettent de manière concurrentielle durant l'intervalle de temps de collision 20 des requêtes d'accès audit intervalle de temps partagé 12. Ces requêtes d'accès sont représentées par trois trames d'informations RF 22, 23 et 24. Selon l'invention, pour que ces trames d'informations RF ne soient pas parfaitement alignées dans le temps, un décalage dans le temps au démarrage de ces trames est mis en oeuvre. Ceci permet notamment d'éviter le recouvrement parfait d'une trame d'informations par une autre trame d'informations. En effet, chaque trame doit posséder, pour pouvoir être correctement reçue par d'autres noeuds, un intervalle temporel pendant lequel elle est la seule émise sur le medium. Sinon, elle ne pourra être perçue par les autres noeuds (noeuds récepteurs) et le noeud émetteur n'en aura pas conscience (dans une telle configuration, un noeud en émission ne peut recevoir une trame en même temps). Dans l'exemple de la figure 7, l'invention propose de décaler temporellement les trois trames RF 22, 23 et 24 respectivement d'une durée a, b, et c déterminées pseudo aléatoirement à partir du début dudit intervalle de temps de collision 20. Cependant, si deux noeuds émettent exactement au même moment malgré un temps de démarrage déterminé pseudo aléatoirement pour chacun des deux noeuds et que leurs intervalles de temps d'émission sont parfaitement alignés, rendant alors impossible le décodage des trames d'informations RF par les noeuds en réception, il est possible que plusieurs noeuds s'estiment, à la fin de l'intervalle de temps de collision 20, comme ayant obtenu le droit d'accès au médium pour l'intervalle de temps partagé 12. Dans ce cas, il y aura collision pendant l'intervalle de temps partagé 12 ; il faudra alors attendre la super trame suivante et recommencer la procédure, avec normalement des temps de démarrage pseudo aléatoire différents. Pour pallier à ce problème, il est choisi une durée constante des trames d'émission des noeuds demandeurs tel que décrit par la suite. Il est à noter que cette situation se produit aussi lorsqu'un masquage ou un évanouissement important survient pendant l'intervalle de temps de collision 20, empêchant ainsi la diffusion de l'ensemble des requêtes d'accès vers l'ensemble des noeuds (il faut au moins que les noeuds requérants reçoivent correctement les requêtes d'accès émises par les autres noeuds pour éviter les collisions ultérieures pendant l'intervalle de temps partagé 12). Dans un tel cas, la réémission de la requête d'accès lors d'un prochain intervalle de temps de collision est nécessaire.

Les graduations 21 représentent une durée d correspondant au temps maximum de balayage de tous les secteurs d'antenne du réseau de communication par un noeud récepteur. Le temps de balayage de la totalité du spectre angulaire de couverture de l'antenne en réception est déterminé par le nombre de secteur d'angles à balayer, le temps de réponse du RSSI (pour Received Signal Strength Indication en anglais), le temps d'analyse de ce RSSI et de décision qui s'en suit, auquel il faut ajouter la prise en compte que l'analyse doit se faire sur au moins trois symboles OFDM, afin de confirmer que le signal radio détecté est issu d'un noeud appartenant au système. La durée des trames d'émission des noeuds requérants est constante. Notamment, la longueur de la trame émise lors de l'intervalle de temps de collision 12 est fonction de la durée d de balayage du spectre angulaire. En effet, un noeud qui vient de commuter en mode de réception, commence par balayer avec son antenne directionnelle l'espace en analysant pour chaque secteur d'antenne la force du signal radio reçu (RSSI). Une fois qu'il a balayé l'ensemble des secteurs d'antenne sans avoir trouvé de signal radio, il recommence son balayage jusqu'à détecter un signal radio. Si ce noeud a commencé avant qu'un noeud demandeur émette un signal au temps Tk+1 (c'est-à-dire quand le noeud récepteur est arrivé au secteur d'antenne k+l ), et qu'il a déjà balayé le secteur d'antenne k dans lequel émet le noeud demandeur, il doit pouvoir récupérer le signal au balayage suivant c'est-à-dire quand il va arriver au secteur d'antenne k . C'est pourquoi la durée d'émission du noeud demandeur doit recouvrir plus d'un temps de balayage de tous les secteurs d'antenne du noeud en mode réception. Elle est calculée à partir d'un nombre n de balayages de l'ensemble du spectre angulaire. Dans un mode de réalisation préféré, ce nombre n doit être strictement supérieur à 1. Par exemple, n prend la valeur 2, soit une durée d'émission égale à 2*d.

Du fait de cette durée constante des trames d'émission des noeuds requérants, et du fait que les trames d'émission ne débutent pas au même instant, il existe une forte probabilité d'existence d'au moins une fenêtre de temps, ici représentée par fl, f2 ou f3, où il n'y a pas de collision entre les trames d'informations RF des différents noeuds requérants et pendant laquelle un seul noeud émet au moins une partie de sa requête d'accès à l'intervalle de temps partagé. Chaque durée constante est au moins égale ou supérieure à l'intervalle de temps 21 de durée d correspondant au balayage complet de l'espace par les antennes. Les autres noeuds qui sont à ce moment en mode réception captent alors les signaux d'un noeud émetteur pendant une durée constante. De plus, les durées a, b ou c de démarrage d'une trame d'un noeud requérant, sont un sous-multiple du temps de balayage d de l'ensemble du spectre angulaire. La durée d'émission du noeud demandeur est fixée, comme expliqué ci-dessus à 2*d, par exemple. Quand il y a chevauchement de plusieurs trames de noeuds demandeurs, il est nécessaire que la zone de non chevauchement, par exemple f2, soit non nulle afin qu'un noeud récepteur puisse avoir une chance de capter un signal, même si un balayage complet des secteurs d'antennes n'est pas possible. Ces délais aléatoires peuvent prendre par exemple les valeurs k*d/2 ou k*d/3 où k est un nombre entier de 0 jusqu'à une valeur maximum correspondant à la durée totale de l'intervalle de temps de collision, moins la durée d'une trame d'émission (par exemple comme choisi dans l'exemple ci-dessus à 2*d).

Ceci permet d'avoir une fenêtre f2 d'une durée minimum permettant le balayage de secteurs choisis judicieusement (par exemple avec un historique de secteurs ayant déjà été actifs), et ainsi de capter avec une plus forte probabilité un émetteur. Dans un autre mode de réalisation, ces délais sont complètement aléatoires avec toutefois des valeurs limitées en amplitude.

Bien évidemment, les valeurs présentées le sont à titre d'exemple non limitatif.

Cependant, il y a une forte probabilité qu'une fenêtre temporelle (par exemple f2) ne permette pas aux noeuds récepteurs de capter le début et/ou la fin d'une trame d'informations (par exemple la trame 22 de la figure 7), et donc, de se synchroniser sur le préambule afin de décoder les informations de chaque requête d'accès contenue dans l'entête de la trame d'informations correspondante transportée sur un canal de transmission, dit premier canal principal. Pour pallier à ce problème, la présente invention suggère un arrangement particulier des données en utilisant la notion de préfixes cycliques afin de créer un canal supplémentaire sur lequel est transmise la requête d'accès. Le document de brevet FR 2845842, détaille cette technique de génération d'un canal de communication supplémentaire par utilisation des préfixes cycliques insérés dans les systèmes de communication utilisant la modulation OFDM. Ainsi, ce document concerne le domaine des systèmes de communication sans-fil et, plus spécialement, les systèmes de communication mettant en oeuvre une structure du type TDMA-FDMA (pour Time Division Multiple Access et Frequency Division Multiple Access en anglais). Ces systèmes de communication peuvent être, soit fortement centralisés, c'est-à-dire avoir une station de base qui gère tout le réseau et alloue les accès aux réseaux aux divers membres, soit plus distribués, c'est-à-dire que les décisions d'accès au réseau sont le fait d'un ou plusieurs terminaux qui décident pour eux-mêmes ou pour les autres des droits d'accès au réseau.

Ces systèmes de communication présente l'avantage d'avoir un canal de communication principal (haut débit) pour transporter les informations utiles liées à l'utilisateur (appelées payload data en anglais) et un canal de communication secondaire pour les informations relatives à la gestion du réseau, également appelé canal guide (de l'anglais beacon ). Le canal de communication secondaire est normalement géré par la station de base, qui est en principe reliée à un réseau filaire de type téléphonie ou de données. Un terminal est capable d'émettre un certain nombre d'informations vers la station de base décrivant sa propre situation par rapport au réseau. La génération du canal de communication secondaire est obtenue en utilisant les préfixes cycliques insérés dans les systèmes de communication mettant en oeuvre la modulation OFDM. En modifiant le préfixe cyclique de façon adéquate, il est possible de transporter une information supplémentaire par symbole OFDM sans pour autant modifier les principales caractéristiques du système habituellement utilisées. En effet, le préfixe cyclique est une extension du symbole OFDM réalisée après l'opération de modulation couramment opérée par une transformation de Fourier rapide ou FFT (pour Fast Fourier Transform en anglais). Classiquement, cette extension est effectuée par recopie, en entête de chaque symbole OFDM, d'un certain nombre d'échantillons de la fin du symbole. Cette opération a pour avantage de maintenir l'orthogonalité du signal durant le symbole utile et donc de résoudre les problèmes d'interférence inter-symboles liés à la dispersion temporelle des signaux reçus à l'entrée du récepteur. La taille du préfixe cyclique est donc à déterminer en fonction du canal radio et de la dispersion temporelle maximale prévue. Un autre avantage du préfixe cyclique est d'aider le processus de synchronisation temporelle du récepteur et notamment la récupération de l'horloge symbole. En effet, la redondance introduite permet d'utiliser un auto-corrélateur pour retrouver un signal dont la fréquence correspondra à l'horloge symbole utilisée dans le noeud émetteur.

Les avantages de cette technique connue sont, d'une part, la création d'un canal de communication supplémentaire sans aucune perte de débit, puisque aucun canal de communication principal (permettant la transmission des données utiles) n'est effectivement sacrifié. D'autre part, le terminal destinataire des informations de gestion du réseau peut extraire les données issues du canal secondaire de façon très simple, sans avoir à démoduler les données reçues et permettant ainsi une économie d'énergie. On note que dans le cas où le noeud récepteur utilise déjà un auto-corrélateur pour effectuer la synchronisation symbole, un comparateur supplémentaire suffit. Dans le cas contraire, il faut ajouter également l'auto-corrélateur, ce qui reste néanmoins moins coûteux par rapport à une opération de démodulation par FFT.

Outre les moyens mis en oeuvre dans un système OFDM classique, la technique décrite dans ce document nécessite les moyens suivants mis en oeuvre par le noeud émetteur : - des moyens de modification de la polarité des échantillons de chaque préfixe cyclique en fonction des données de gestion du réseau à transmettre ; Et par le récepteur : - des moyens de détermination (1102, 1103, 1105, 1106) d'un signal d'auto-corrélation sur les signaux reçus ; - des moyens de comparaison (1108, 1109) de la valeur du signal issu de l'auto-corrélateur avec une valeur de référence permettant de déduire une valeur de la donnée de gestion du réseau qui avait été codée. On peut résumer le fonctionnement du système de génération d'un canal supplémentaire de la façon suivante. À l'émission, le préfixe cyclique est déterminé de façon classique (recopie des 64 derniers points complexes du symbole OFDM en tête du symbole par exemple), mais sa polarité est modifiée en fonction de la donnée de gestion du canal que l'on souhaite transmettre pour le symbole concerné. Par exemple, on peut décider qu'une information "1" ne modifiera pas le préfixe cyclique et qu'une information "0" inversera sa valeur. Les données étant complexes, les signes de la composante réelle et de la composante imaginaire des échantillons du préfixe peuvent donc être modifiés. À la réception, une fonction classique d'auto-corrélation est appliquée et la donnée de gestion peut être extraite de la façon suivante : si l'amplitude de la partie réelle du signal d'auto-corrélation appliquée sur le préfixe cyclique est positive, on en déduit que le premier bit vaut "0", sinon qu'il vaut "1". Les données de gestion provenant du canal secondaire ainsi extraites sont alors transmises à l'unité de gestion du réseau qui opère de façon classique. Le fonctionnement de toutes les autres parties du système OFDM est également classique. Ainsi, le noeud récepteur captant une trame d'informations RF peut notamment utiliser des auto-corrélateurs servant à la détection de ces préfixes cycliques. En réutilisant ce principe, et en transportant 1 bit par préfixe cyclique, c'est-à-dire par symbole, les récepteurs peuvent décoder des informations contenues dans les cycliques préfixes sans avoir à capter le début ou la fin de la trame d'informations RF. Ce principe est plus amplement illustré en relation avec la figure 8. Une trame classique 8002 se compose d'un préambule, d'un entête et d'un champ pour les données utiles 8003 (ou payload en anglais). C'est dans ce champ payload 8003 que se trouvent les différents symboles modulés par les données, à chaque symbole correspondant une partie appelée préfixe cyclique 8004 utilisée dans la modulation OFDM pour cadrer la transformation de type FFT (pour Fast Fourier Transform en anglais).

La figure 8 détaille un arrangement 8005 de l'ensemble de ces préfixes cycliques 8004 pour transporter un bit à chaque symbole et ainsi bénéficier d'un canal 8006 supplémentaire à bas débit. L'invention propose de réutiliser ce type de canal supplémentaire en ordonnant de manière particulière les bits afin de former un canal supplémentaire 8007 sur lequel un noeud requérant transmet, pendant l'intervalle de temps de collision 20, sa requête d'accès à l'intervalle de temps partagé 12. La requête d'accès comprend notamment une trame d'informations 9000 dans laquelle est indiqué au moins un champ d'informations 9001 séparé par un séparateur 9002. La figure 9 décrit cet arrangement particulier pour une trame d'informations 9000 émise par un noeud requérant l'accès au médium pour à l'intervalle de temps partagé 12. Elle est composée d'un champ d'informations 9001 répété ici 5 fois (par exemple) dans la trame et séparé par des séparateurs 9002. Chaque champ d'informations 9001 contient des informations d'accès (9003, 9004) servant à déterminer le niveau de priorité de chaque noeud demandeur d'accès au medium. La première information contenue dans le champ 9003 renseigne sur 8 bits le taux d'occupation du medium par le noeud. La priorité d'un noeud pour l'accès au médium, parmi l'ensemble des autres noeuds demandeur d'accès au médium, est déterminée en fonction, directement ou indirectement, de l'information telle qu'exprimée dans le champ 9003 (par exemple, l'accès est attribué au noeud pour lequel le champ 9003 de la requête d'accès est le plus petit). D'autres critères de détermination du noeud obtenant l'accès au medium pendant l'intervalle de temps partagé 12, à partir des requêtes émises pendant l'intervalle de temps de collision, peuvent être utilisés, comme par exemple le nombre d'accès antérieurs à l'intervalle de temps partagé 12 par le noeud émettant la requête. De plus, ces paramètres peuvent être pondérés.

La seconde information contenue dans le champ 9004 renseigne sur 6 bits l'identifiant du noeud émetteur de la requête d'accès au médium. Ainsi, chaque noeud récepteur, peut à partir de cette information déterminer quel noeud est requérant. Ce champ 9004 permet de plus, en cas d'égalité sur le nombre d'accès (champ 9003), de donner la priorité à un noeud possédant la valeur du champ 9004 la plus faible.

Une troisième information contenue dans un champ 9005 renseigne sur 2 bits une valeur de contrôle de redondance cyclique (ou CRC pour Cyclic Redundancy Check en anglais) pour permettre de contrôler la validité des informations reçues. Les séparateurs servent quant à eux aux noeuds en mode réception afin de détecter le début et la fin des champs d'informations 9001, avec la condition que le champ d'informations 9001 ne contient pas de suite de bits identique au séparateur, c'est-à-dire la valeur 0110 dans l'exemple de la figure 9. La répétition des champs d'informations 9001 (5 fois dans l'exemple de la figure 9) permet à un noeud récepteur recevant un signal RF en provenance d'un noeud requérant, malgré une fenêtre temporelle étroite, de récupérer de l'information utile. Le contenu de la trame émise lors de l'intervalle de temps de collision Cl de la figure 1 par un noeud requérant est un signal non nul et possède les caractéristiques permettant le calage au mieux de l'électronique de détection. Mais ce contenu ne contient pas obligatoirement des données utiles. Dans un mode de réalisation particulier, ces données sont un motif (ou pattern en anglais) OFDM fixe, de type symbole court (ou short symbol en anglais) d'une durée d'environ 100ns, permettant à l'auto-corrélateur en réception un fonctionnement optimum. La figure 10 illustre schématiquement l'émission, durant l'intervalle de temps partagé IT4 de la super trame 10, d'un noeud 700 autorisé à émettre après exécution d'un algorithme de sélection d'un noeud requérant parmi un ensemble d'autres noeuds requérant une requête d'accès au médium. Pendant cet intervalle de temps, seul le noeud 700 émet, avec son antenne quasi omnidirectionnelle d'émission (représentée par son lobe de d'émission 751). Les autres noeuds, en mode réception, orientent dans ce cas leurs antennes directives de réception vers le noeud 700 émetteur.

La figure 11 illustre schématiquement un bloc diagramme d'une des réalisations matérielles possibles d'un noeud mettant en oeuvre l'invention. Classiquement, pour un système sans fil, chaque noeud de l'invention comprend une partie radio avec un module récepteur 1100 (noté Rx sur la figure 11) et un émetteur 1119 (noté Tx sur la figure 11), interfacés à un circuit bande de base 1120 (ou baseband en anglais) qui lui-même est interfacé à une couche MAC 1115 (pour Medium Access Control en anglais). Dans le circuit bande de base 1120 se trouvent le convertisseur analogique-numérique 1101 (ou ADC pour Analog-to-Digital Converter en anglais) coté réception et le convertisseur numérique-analogique 1118 (ou DAC pour Digitalto-Analog Converter en anglais) coté émission.

Egalement de manière classique, y est intégré un modem 1117 de type OFDM interfacé par un bus 1116 à la couche MAC 1115. Après traitement par le circuit 1101, les données sont envoyées directement au moyen d'une liaison 1104 vers le modem 1117, et également vers les blocs 1102, 1103, 1105, 1106, 1107, 1108, 1109 représentant l'auto-corrélateur et dont le fonctionnement est plus amplement décrit dans le brevet FR 2845842.

A la sortie 1110 de cet auto-corrélateur, les bits de contrôle sont ensuite envoyés à un microcontrôleur 1112 équipé classiquement de mémoires 1111 de type RAM (pour Random Access Memory en anglais) et ROM (pour Read Only Memory en anglais) et qui se charge des différentes étapes de l'algorithme de sélection d'un noeud requérant parmi l'ensemble des noeuds requérants, pour lui accorder l'accès au medium pendant l'intervalle de temps partagé, et plus amplement décrit en relation avec la figure 12. La figure 12 illustre l'algorithme de sélection d'un noeud requérant parmi l'ensemble des noeuds requérants, pour lui accorder l'accès au medium pendant l'intervalle de temps partagé. L'algorithme est mis en oeuvre dans un noeud quelconque du réseau (noeud récepteur ou émetteur, requérant ou non), dit noeud courant. De manière classique, une base de temps intégrée à chaque noeud permet de connaître le cadencement de chaque cycle TDM afin de se synchroniser au début d'un intervalle de temps de collision Cl (dit intervalle de temps de collision courant) de la super trame 10 de la figure 1. L'algorithme démarre à une étape 1200. A ce moment précis de début de l'intervalle de temps de collision courant, différents indices sont mis à zéro : • t : indication de temps courant, depuis le début de l'intervalle de temps de collision courant jusqu'à la fin de l'intervalle de temps de collision courant ; • x : indication correspondant aux secteurs d'angles d'antenne et prenant les valeurs de 0 à une valeur maximale x final ; • s : indice d'émission de la requête d'accès prenant la valeur 1 si la requête d'accès est faite ou n'est pas à faire et prenant la valeur 0 si la requête d'accès est à faire. • a : délai à écouler avant l'émission, par le noeud courant quand il est un noeud requérant, d'une requête d'accès au médium pour un intervalle de temps partagé IT4 ultérieur. Dans une étape 1201, le besoin du noeud courant d'accéder au medium pendant un intervalle de temps partagé IT4 ultérieur par le noeud est déterminé. Dans une étape 1202a, si une requête d'accès est à envoyer pendant l'intervalle de temps de collision Cl, alors l'indice s prend la valeur 0. Puis dans une étape 1212, la valeur du délai a est déterminée de manière pseudo-aléatoire. Si aucune requête d'accès n'est à envoyer pendant l'intervalle de temps de collision Cl, alors dans une étape 1202b, l'indice s prend la valeur 1 et le délai a prend la valeur 0.

Les étapes 1202b et 1212 sont suivies toutes deux d'une étape 1203 consistant au balayage des différents secteurs d'antenne afin de chercher un noeud émettant une requête d'accès au médium pour un intervalle de temps partagé IT4 ultérieur. Puis dans une étape 1204 est vérifié si un signal RF est détecté par le noeud courant exécutant le présent algorithme. Si un séparateur est détecté, dans une étape 1213, le système de réception du noeud décode et enregistre les données reçues de ce noeud requérant avant d'exécuter une étape 1205 consistant à vérifier si le noeud courant (si il désire un accès au médium également) est autorisé à émettre, c'est-à-dire si la valeur d'indication temporelle t est supérieur à la valeur du délai a . Si aucun séparateur n'est détecté dans l'étape 1213, cela signifie que le signal détecté n'est pas un signal émis selon le protocole de communication mis en oeuvre dans le réseau, et l'étape 1205 est directement exécutée. Dans l'étape 1205, si la valeur de l'indice t est inférieure à la valeur a calculée, alors un autre secteur d'antenne est activé (étape 1203) et est à nouveau écouté (étapes 1204, 1213). Une étape 1217 permet d'incrémenter dans ce cas d'une unité la valeur de l'indice x . Si la valeur d'indication temporelle t est égale ou supérieure à la valeur de délai a , une étape 1206 permet de vérifier si le noeud courant a émis ou non une requête d'accès au médium pour un intervalle de temps partagé IT4 ultérieur. Si dans l'étape 1206 le noeud n'a pas émis de requête (s = 0), alors le noeud courant est autorisé à émettre une requête d'accès au médium dans une étape 1214 avant d'exécuter une étape 1207.

Si dans l'étape 1206 le noeud a déjà émis de requête ou si une requête n'est pas à réaliser (s = 1), l'étape 1207 est directement exécutée. Dans l'étape 1207, le noeud courant détermine si valeur d'indication temporelle t est supérieure ou égale à la durée de l'intervalle de temps de collision. Si ce n'est pas le cas, le noeud courant continue le processus de balayage des secteurs d'antenne en incrémentant à chaque fois l'indice x du secteur d'antenne à travers les étapes consécutives 1217b, 1203b, 1204b et 1213b similaires respectivement aux étapes 1217, 1203, 1204 et 1213. Puis, dans une étape 1215 est vérifié si la valeur de l'indice x , après un balayage complet de tous les secteurs d'antenne, est égale à une valeur xfinal représentant le nombre maximum de secteurs d'antennes.

Si tel est le cas, le noeud courant recommence un balayage complet en initialisant la valeur x à 0. Si ce n'est pas le cas, l'ensemble des étapes à partir de l'étape 1203 est à nouveau exécuté.

Si la valeur d'indication temporelle t est supérieure à la durée de l'intervalle de temps de collision (étape 1207), le noeud courant compare, dans une étape 1208, les informations (étape 1213) correspondant aux autres noeuds requérants avec ses propres valeurs (si le noeud courant fait également partie des requérants). En cas d'égalité du taux d'occupation du medium ou du nombre d'accès (champ 9003 de la figure 9), la logique du noeud courant compare les identifiants. La décision est prise sur la valeur la plus élevée ou la plus basse du taux d'occupation comme expliqué plus haut. Ce processus est le même pour tous les noeuds, garantissant ainsi que tous les noeuds obtiennent le même résultat et donc au final connaissent l'identifiant 9004 du noeud autorisé à transmettre durant l'intervalle de temps partagé IT4 de la figure 1.

Après exécution de l'étape 1208, dans une étape 1209, le noeud courant compare son propre identifiant à la valeur de l'identifiant autorisé à transmettre durant l'intervalle de temps partagé IT4. Si ces deux valeurs ne sont pas identiques, le noeud courant attend la prochaine super trame et un nouvel intervalle de temps de collision comme indiqué dans une étape 1211. Si ces deux valeurs sont identiques, dans une étape 1210, le noeud courant est autorisé à transmettre des données lors de l'intervalle de temps partagé IT4. Quand un nouvel intervalle de temps de collision arrive (étape 1211), l'algorithme est remis en oeuvre (étape 1200).

On notera que le mode de réalisation particulier de l'invention présente un intervalle de temps de collision et un intervalle de temps partagé associé qui appartiennent à la même super trame. On notera que l'invention ne se limite pas à ce mode de réalisation particulier et que l'intervalle de temps partagé associé à un intervalle de temps de collision et cet intervalle de temps de collision peuvent se trouver dans des super trames distinctes, et le nombre de cycles séparant ces super trames étant prédéfini, par exemple par construction des noeuds du réseau. On notera que l'invention ne se limite pas à une implantation purement matérielle mais qu'elle peut aussi être mise en oeuvre sous la forme d'une séquence d'instructions d'un programme informatique ou toute forme mixant une partie matérielle et une partie logicielle. Dans le cas où l'invention est implantée partiellement ou totalement sous forme logicielle, la séquence d'instructions correspondante pourra être stockée dans un moyen de stockage amovible (tel que par exemple une disquette, un CD-ROM ou un DVD-ROM) ou non, ce moyen de stockage étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou un microprocesseur.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'accès, par un noeud requérant appartenant à un réseau de communication comprenant un ensemble de noeuds et cadencé par un cycle réseau décomposé en intervalles de temps, à un canal principal de transmission dudit réseau pendant un intervalle de temps partagé (IT4) par ledit ensemble de noeuds, le noeud requérant émettant, pendant un intervalle de temps de collision (Cl) et après une durée déterminée (a, b, c) comptée à partir du début dudit intervalle de collision, une première requête d'accès audit réseau pour l'intervalle de temps partagé (IT4), le procédé étant mis en oeuvre par le noeud requérant, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes consistant à : - transmettre (1214) ladite première requête d'accès, ladite requête d'accès étant formulée sur un canal supplémentaire (8007) formé par utilisation de préfixes cycliques de symboles de données émis sur le canal principal de transmission dudit réseau ; - recevoir (1213, 1213b) au moins une deuxième requête d'accès audit réseau pour l'intervalle de temps partagé (IT4), de forme identique à ladite première requête d'accès, et émise(s) pendant ledit intervalle de temps de collision par au moins un second noeud requérant ; - accéder audit canal principal de transmission dudit réseau pendant ledit intervalle de temps partagé (IT4), dans le cas où, à partir d'informations d'accès contenues dans ladite première requête d'accès et ladite ou lesdites deuxième(s) requête(s) d'accès, ledit noeud requérant est prioritaire selon un critère prédéterminé.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque requête d'accès 25 comprend une trame d'informations (9000) comprenant au moins deux champs d'informations (9001), lesdits champs contenant des informations d'accès (9003, 9004) identiques.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, au sein de la trame d'informations (9000), les champs d'informations sont séparés par des champs 30 séparateurs (9002).
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites informations d'accès comprennent au moins un des éléments suivants : - une identification (9004) du noeud émettant ladite requête d'accès ; - un paramètre (9003) représentatif d'un taux d'occupation dudit canal principal 35 par le noeud émettant ladite requête d'accès ; et 20- un paramètre (9003) représentatif du nombre d'accès antérieurs audit intervalle de temps partagé par le noeud émettant ladite requête d'accès.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, chaque noeud comprenant une antenne de réception ayant une couverture en réception définie par un spectre angulaire, la durée de chaque requête d'accès est supérieure à une durée de balayage (d) dudit spectre angulaire par ladite antenne.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite durée de chaque requête d'accès est égale à deux fois ladite durée de balayage (d).
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape consistant à transmettre ladite première requête d'accès comprend une sous-étape consistant à sélectionner, pour chaque bit de ladite première requête, entre une valeur de préfixe cyclique d'un symbole de données émis sur le canal principal et l'inverse de ladite valeur de préfixe cyclique, en fonction de la valeur dudit bit de ladite première requête d'accès.
8. 8. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé selon au moins une des revendications 1 à 7, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
9. 9. Moyen de stockage lisible par ordinateur, éventuellement totalement ou partiellement amovible, stockant un programme d'ordinateur comprenant un jeu d'instructions exécutables par un ordinateur pour mettre en oeuvre le procédé selon au moins une des revendications 1 à 7.
10. 10. Noeud requérant appartenant à un réseau de communication comprenant un ensemble de noeuds et cadencé par un cycle réseau décomposé en intervalles de temps, ledit noeud requérant demandant un accès à un canal principal de transmission dudit réseau pendant un intervalle de temps partagé (IT4) par ledit ensemble de noeuds, le noeud requérant émettant, pendant un intervalle de temps de collision (Cl) et après une durée déterminée (a, b, c) comptée à partir du début dudit intervalle de collision, une première requête d'accès audit réseau pour l'intervalle de temps partagé (IT4), caractérisé en ce que ledit noeud requérant comprend: des moyens de transmission de ladite première requête d'accès, ladite requête d'accès étant formulée sur un canal supplémentaire (8007) formé par utilisation de préfixes cycliques de symboles de données émis sur le canal principal de transmission dudit réseau ;- des moyens de réception d'au moins une deuxième requête d'accès audit réseau pour l'intervalle de temps partagé (IT4), de forme identique à ladite première requête d'accès, et émise(s) pendant ledit intervalle de temps de collision par au moins un second noeud requérant ; - des moyens d'accès audit canal principal de transmission dudit réseau pendant ledit intervalle de temps partagé (IT4), dans le cas où, à partir d'informations d'accès contenues dans ladite première requête d'accès et ladite ou lesdites deuxième(s) requête(s) d'accès, ledit noeud requérant est prioritaire selon un critère prédéterminé.
11. 11. Noeud requérant selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque requête d'accès comprend une trame d'informations (9000) comprenant au moins deux champs d'informations (9001), lesdits champs contenant des informations d'accès (9003, 9004) identiques.
12. 12. Noeud requérant selon la revendication 1l, caractérisé en ce que, au sein de la trame d'informations (9000), les champs d'informations sont séparés par des champs séparateurs (9002).
13. 13. Noeud requérant selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que lesdites informations d'accès comprennent au moins un des éléments suivants : - une identification (9004) du noeud émettant ladite requête d'accès ; - un paramètre (9003) représentatif d'un taux d'occupation dudit canal principal par le noeud émettant ladite requête d'accès ; et - un paramètre (9003) représentatif du nombre d'accès antérieurs audit intervalle de temps partagé par le noeud émettant ladite requête d'accès.
14. 14. Noeud requérant selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que, chaque noeud comprenant une antenne de réception ayant une couverture en réception définie par un spectre angulaire, la durée de chaque requête d'accès est supérieure à une durée de balayage (d) dudit spectre angulaire par ladite antenne.
15. 15. Noeud requérant selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite durée de chaque requête d'accès est égale à deux fois ladite durée de balayage (d).
16. 16. Noeud requérant selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en ce que les moyens de transmission comprennent des moyens de sélection, pour chaque bit de ladite première requête, entre une valeur de préfixe cyclique d'un symbole de données émis sur le canal principal et l'inverse de ladite valeur de préfixe cyclique, en fonction de la valeur dudit bit de ladite première requête d'accès.