FR2954631A1 - Procede et dispositif de configuration en boucle fermee d'un reseau d'antenne - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de configuration en boucle fermée d'un réseau d'antenne dans un réseau de communication maillé qui comprend un nœud source (300) où est localisé le réseau d'antenne (302), au moins un nœud destinataire (330) et plusieurs nœuds relais (310a, 310b) entre le nœud source et ledit au moins un nœud destinataire, caractérisé en ce que le procédé comprend : - l'émission d'un signal de données par le réseau d'antenne vers ledit au moins un nœud destinataire à travers le réseau maillé, - la réception, par ledit au moins un nœud destinataire, en provenance de différents chemins du réseau maillé, de plusieurs signaux qui sont issus du signal émis après qu'il ait été relayé par des nœuds relais du réseau suivant les différents chemins, - la configuration en boucle fermée du réseau d'antenne en fonction des signaux reçus par ledit au moins un nœud destinataire suivant les différents chemins.

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif de configuration d'un réseau d'antenne dans un réseau de communication transportant des données. Dans des réseaux de communication utilisant des fréquences de transmission élevées, par exemple de l'ordre de 60 GHz, les signaux nécessitent une transmission directe, c'est-à-dire sans réflexion, à partir de la source ou émetteur. Or, la puissance de ces signaux s'atténue rapidement au fur et à mesure de leur propagation. Pour que le récepteur dispose d'un rapport signal sur bruit suffisant, plusieurs méthodes sont possibles.

Ainsi, on peut faire appel à des techniques d'antennes telles que la combinaison de multiples antennes réceptrices ou émettrices. On peut également faire appel à des techniques de coopération entre des noeuds d'un réseau pour relayer les signaux émis. Dans un réseau de communication comprenant un ou plusieurs noeuds servant de relais et qui utilise des fréquences de transmission élevées l'antenne émettrice doit posséder un gain élevé. En effet, un gain élevé est nécessaire pour pouvoir transmettre un signal à un récepteur distant (par exemple un récepteur placé à 10 mètres dans un réseau radio où la porteuse est de 60 GHz), tout en respectant les contraintes sur la puissance d'émission qui doit rester compatible avec la sécurité des personnes. Dans la mesure où le gain d'une antenne est d'autant plus grand que l'antenne est directive (c'est-à-dire que le faisceau est étroit), il convient d'effectuer un pointage précis de l'antenne. Toutefois, un tel réglage de l'antenne nécessite de connaître la direction d'arrivée du signal.

Dans un réseau de petites dimensions (la distance entre l'émetteur et le récepteur est par exemple de l'ordre de moins de 10 mètres), un petit déplacement de l'émetteur ou du récepteur dans une direction qui ne correspond pas à celle suivant laquelle s'étendent le ou les lobes de l'antenne est susceptible d'induire un défaut de pointage. En outre, comme le débit utile souhaité pour transporter des données sur le réseau est très grand, il n'est pas approprié de consacrer du temps au pointage. Par ailleurs, il est connu de l'état de la technique de former un lobe d'antenne à l'émetteur à partir d'un retour d'information d'un récepteur. On connaît ainsi par exemple le brevet US 7 151 951 qui divulgue une méthode prévoyant d'utiliser des informations provenant des noeuds d'un réseau pour calculer des coefficients agissant sur l'amplitude et la phase des signaux appliqués aux éléments d'une antenne. Ces coefficients vont permettre de régler une antenne émettrice capable de générer de multiples faisceaux dans le contexte du réseau 3GPP. Selon cette méthode, chaque noeud du réseau transmet une voie de retour qui porte soit les coefficients de réglage de l'antenne soit des informations permettant le calcul de ces coefficients.

Toutefois, cette méthode n'est pas entièrement satisfaisante. En effet, elle n'est pas particulièrement adaptée à la topologie du réseau. Par ailleurs, cette méthode permet de diffuser un message dans le réseau en mode CDMA après l'avoir encodé.

Ainsi, chaque noeud récepteur reçoit un signal physique mais qui est différent d'un récepteur à l'autre dans la mesure où chaque signal est orthogonal aux autres signaux. Cette méthode n'est donc pas applicable à la réception d'un même signal physique à tous les récepteurs.

La présente invention vise à remédier à au moins un des inconvénients précités en proposant un procédé de configuration en boucle fermée d'un réseau d'antenne dans un réseau de communication maillé qui comprend un noeud source où est localisé le réseau d'antenne, au moins un noeud destinataire et plusieurs noeuds relais entre le noeud source et ledit au moins un noeud destinataire, caractérisé en ce que le procédé comprend : - l'émission d'un signal de données par le réseau d'antenne vers ledit au moins un noeud destinataire à travers le réseau maillé, - la réception, par ledit au moins un noeud destinataire, en provenance de différents chemins du réseau maillé, de plusieurs signaux qui sont issus du signal émis après qu'il ait été relayé par des noeuds relais du réseau suivant les différents chemins, - la configuration en boucle fermée du réseau d'antenne en fonction des signaux reçus par ledit au moins un noeud destinataire suivant les différents chemins. Ainsi, pour configurer le réseau d'antenne à la source, il est prévu de prendre en compte les signaux reçus par le noeud destinataire en provenance d'un noeud relais ou bien les signaux reçus par le noeud destinataire en provenance de plusieurs noeuds relais, par l'intermédiaire de plusieurs chemins du réseau maillé (« mesh network » en terminologie anglo-saxonne). En d'autres termes, l'opération de configuration s'appuie sur le ou les signaux réémis par le ou les noeuds relais vers le noeud destinataire et reçus par ce dernier. La configuration ou le réglage du réseau d'antenne s'avère ainsi plus précis que dans l'art antérieur car il est davantage tenu compte de la topologie du 25 réseau de communication. En effet, le signal reçu par le noeud destinataire en provenance du ou des noeuds relais s'est propagé plus loin dans le réseau que le signal reçu par le ou les noeuds relais directement de la source et il est donc plus représentatif de ce que voit le noeud destinataire.

De ce fait, le champ rayonnant du réseau d'antenne ainsi configuré est plus adapté au réseau que dans l'art antérieur. Plus particulièrement, le noeud destinataire prend en compte le ou les canaux de communication entre noeud destinataire et noeud(s) relais, contrairement à l'art antérieur où ne sont pris en compte que le ou les canaux entre noeud source et noeud(s) relais. Le noeud destinataire détermine la transformation induite par le ou les canaux concernés sur le ou les signaux. Par exemple, cette détermination prend la forme d'une mesure de la réponse impulsionnelle du ou des canaux concernés.

La configuration selon l'invention est effectuée en boucle fermée à partir d'informations fournies par le noeud destinataire et qu'il a obtenues des signaux reçus par l'intermédiaire de différents chemins. Après réalisation de chaque cycle d'émission d'un signal par le réseau d'antenne et de réception d'une ou de plusieurs voies de retour, le réglage est susceptible d'évoluer. Un ajustement du réglage s'opère donc de façon dynamique. Le réglage du réseau d'antenne est ainsi, par exemple, effectué à chaque retour d'informations du noeud destinataire. Le système fonctionnant en boucle fermée permet de parvenir à la configuration (réglage) optimale qui garantit la meilleure réception au(x) noeud(s) destinataire(s) par des variations convergentes sur la meilleure solution. Ceci est réalisé sans qu'il soit nécessaire de conférer des directions prédéterminées aux faisceaux du réseau d'antenne. Le brevet de l'art antérieur discuté ci-dessus (US 7 151 951) ne permet pas de configurer le réseau d'antenne de façon efficace et satisfaisante avec un envoi par diffusion (« broadcast » en terminologie anglo-saxonne) dans ce type de réseau. Selon une caractéristique, le procédé comprend, audit au moins un noeud destinataire, l'obtention, à partir de chaque signal reçu par ce noeud suivant chacun des différents chemins, de deux types d'informations, des informations d'un premier type (NUMi) étant représentatives, d'une part, du canal de communication entre ce noeud destinataire et ledit au moins un noeud relais ayant relayé le signal vers ledit noeud destinataire et, d'autre part, des données reçues via ce canal, et des informations d'un second type (DENi) étant représentatives de l'énergie reçue via le canal. Ces informations contribuant au réglage sont particulièrement faciles à collecter. Le noeud destinataire extrait ainsi à partir du ou des canaux de communication noeud(s) relais-noeud(s) destinataire des informations caractérisant le ou les canaux et les données qui sont transportées. Selon une caractéristique, le procédé comprend la transmission dudit au moins un noeud destinataire au noeud source, des deux types d'informations obtenues. Le volume des informations à transmettre étant généralement peu élevé, la voie de retour ne nécessite pas un haut débit comme c'est le cas pour la voie descendante (source - noeuds relais - noeud(s) destinataire(s)). Il est donc possible d'utiliser un faible débit afin d'améliorer le rapport signal sur bruit et, ainsi, de garantir la bonne réception par le noeud source des informations utiles pour le réglage du réseau d'antenne.

Selon une caractéristique, le procédé comprend la transmission d'un signal de retour qui comporte plusieurs champs d'informations séparés, les deux types d'informations étant respectivement dans au moins deux champs distincts. Ceci permet la mise en commun des données de retour dans un seul et même signal.

Le signal de retour prend, par exemple, la forme d'une trame de données. Selon une caractéristique, le signal de retour comporte un champ permettant de détecter, à la réception du signal par le noeud source, d'éventuelles erreurs survenues lors de la transmission.

La présence dans un tel champ d'un code de correction d'erreur permet de s'assurer que le réglage de l'antenne ne se fonde pas sur des informations erronées. Selon une caractéristique, la configuration en boucle fermée du réseau d'antenne est effectuée en fonction des deux types d'informations obtenues pour au moins plusieurs des canaux de communication établis sur les différents chemins. Selon une caractéristique, la configuration du réseau d'antenne comprend le calcul d'un vecteur des coefficients d'antenne qui fait intervenir la division de la somme des informations du premier type obtenues pour au moins plusieurs des canaux de communication établis sur les différents chemins par la somme des informations du second type obtenues pour chacun de ces mêmes canaux. Un seul noeud destinataire ou plusieurs noeuds destinataires peuvent participer à la configuration. Le ou les divers noeuds destinataires doivent donc transmettre, non seulement l'état de leur canal, mais aussi une information qui permet de normaliser cet état au sein d'un ensemble d'états. Selon une caractéristique, le procédé comprend au noeud source, la vérification de la présence ou de l'absence d'un signal de retour provenant dudit au moins un noeud destinataire. Cette vérification est utile pour le réglage du réseau d'antenne car elle permet de s'assurer que le système fonctionne en boucle fermée. Selon une caractéristique, en cas d'absence d'un signal de retour dudit au moins un noeud destinataire, la configuration du réseau d'antenne prend en compte les informations contenues dans le dernier signal de retour reçu de ce noeud. Ceci permet de mettre en oeuvre la boucle de réglage même dans le cas où, après avoir envoyé un signal à travers le réseau, il n'y a pas de retour du ou des noeuds destinataires.

Selon une caractéristique, le réseau comprend plusieurs noeuds destinataires qui sont susceptibles de recevoir chacun plusieurs signaux à partir du même signal émis mais qui a été relayé à travers plusieurs chemins distincts. Selon une caractéristique, ledit au moins un noeud destinataire est également un noeud relais qui est susceptible de relayer le ou les signaux reçus vers un ou plusieurs autres noeuds du réseau maillé. Selon une caractéristique, le réseau de communication maillé comprend au moins un noeud relais de type DEF (« Decode Encode and Forward » en terminologie anglo-saxonne) qui décode le signal reçu sous forme codée, le réencode et le transmet à un ou plusieurs autres noeuds du réseau. Par exemple, le réseau comprend plusieurs noeuds relais de type DEF. Selon une caractéristique, le réseau de communication maillé comprend au moins un noeud relais de type AF (« Amplify and Forward » en terminologie anglo-saxonne) qui amplifie et transmet le signal reçu, par exemple sous forme codée, à un ou plusieurs autres noeuds du réseau. Par exemple, le réseau comprend plusieurs noeuds relais de type AF. Selon un autre exemple, le réseau comprend un ou plusieurs noeuds relais de type DEF et un ou plusieurs noeuds relais de type AF. L'invention a également pour objet un procédé de configuration en boucle fermée d'un réseau d'antenne dans un réseau de communication maillé qui comprend un noeud source où est localisé le réseau d'antenne, au moins un noeud destinataire et plusieurs noeuds relais entre le noeud source et ledit au moins un noeud destinataire, caractérisé en ce que le procédé comprend : - l'émission d'un signal de données par le réseau d'antenne vers ledit au moins un noeud destinataire à travers le réseau maillé, - la configuration en boucle fermée du réseau d'antenne en fonction de plusieurs signaux reçus par ledit au moins un noeud destinataire, en provenance de différents chemins du réseau maillé, et qui sont issus du signal émis après qu'il ait été relayé par des noeuds relais du réseau suivant les différents chemins.

Ce procédé est mis en oeuvre dans le noeud source et comporte les mêmes avantages que le procédé brièvement exposé plus haut en ce qui concerne les étapes communes. L'invention a en outre pour objet un système de configuration en boucle fermée d'un réseau d'antenne dans un réseau de communication maillé qui comprend un noeud source où est localisé le réseau d'antenne, au moins un noeud destinataire et plusieurs noeuds relais entre le noeud source et ledit au moins un noeud destinataire, caractérisé en ce que le système comprend : - des moyens d'émission d'un signal de données par le réseau d'antenne vers ledit au moins un noeud destinataire à travers le réseau maillé, - des moyens de réception, par ledit au moins un noeud destinataire, en provenance de différents chemins du réseau maillé, de plusieurs signaux qui sont issus du signal émis après qu'il ait été relayé par des noeuds relais du réseau suivant les différents chemins, - des moyens de configuration en boucle fermée du réseau d'antenne en fonction des signaux reçus par ledit au moins un noeud destinataire suivant les différents chemins. Un tel système comporte les mêmes avantages que le procédé correspondant brièvement exposé ci-dessus.

Selon d'autres caractéristiques du système : - il comprend, audit au moins un noeud destinataire, des moyens d'obtention, à partir de chaque signal reçu par ce noeud suivant chacun des différents chemins, de deux types d'informations, des informations d'un premier type NUMi étant représentatives, d'une part, du canal de communication entre ce noeud destinataire et ledit au moins un noeud relais ayant relayé le signal vers ledit noeud destinataire et, d'autre part, des données reçues via ce canal, et des informations d'un second type DENi étant représentatives de l'énergie reçue via le canal ; - il comprend des moyens de transmission, dudit au moins un noeud 30 destinataire au noeud source, des deux types d'informations obtenues ; - les moyens de configuration du réseau d'antenne comprennent des moyens de calcul d'un vecteur des coefficients d'antenne qui font intervenir la division de la somme des informations du premier type obtenues pour au moins plusieurs des canaux de communication établis sur les différents chemins par la somme des informations du second type obtenues pour chacun de ces mêmes canaux ; - il comprend au noeud source, des moyens de vérification de la présence ou de l'absence d'un signal de retour provenant dudit au moins un noeud destinataire ; - le réseau comprend plusieurs noeuds destinataires ; - ledit au moins un noeud destinataire est également un noeud relais qui est susceptible de relayer le signal reçu vers un ou plusieurs autres noeuds du réseau maillé ; - ledit réseau de communication maillé comprend au moins un noeud 15 relais de type DEF qui décode le signal reçu sous forme codée, le réencode et le transmet à un ou plusieurs autres noeuds du réseau ; - ledit réseau de communication maillé comprend au moins un noeud relais de type AF qui amplifie et transmet le signal reçu à un ou plusieurs autres noeuds du réseau. 20 Par ailleurs, l'invention concerne également un dispositif de configuration en boucle fermée d'un réseau d'antenne dans un réseau de communication maillé qui comprend un noeud source où est localisé le réseau d'antenne, au moins un noeud destinataire et plusieurs noeuds relais entre le noeud source et ledit au moins un noeud destinataire, caractérisé en ce que le dispositif comprend : 25 - des moyens d'émission d'un signal de données par le réseau d'antenne vers ledit au moins un noeud destinataire à travers le réseau maillé, - des moyens de configuration en boucle fermée du réseau d'antenne en fonction de plusieurs signaux reçus par ledit au moins un noeud destinataire, en provenance de différents chemins du réseau maillé et qui sont issus du signal émis, après qu'il ait été relayé par des noeuds relais du réseau suivant les différents chemins. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique simplifiée d'une architecture minimale du réseau maillé à laquelle s'applique l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique simplifiée d'une autre architecture du réseau maillé à laquelle s'applique l'invention ; - la figure 3 est une autre représentation possible des différents chemins établis au sein du réseau maillé de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue schématique détaillant un cycle d'émission et de réception de signaux au sein d'un réseau maillé comprenant un noeud source et une pluralité de noeuds relais et destinataires ; - la figure 5 représente de façon schématique les principaux éléments contenus dans chacun des noeuds du réseau illustré à la figure 1 ; - les figures 6a, 6b et 6c représentent schématiquement des algorithmes exécutés au sein du noeud source, de chaque noeud relais et du noeud destinataire de la figure 1 ; - la figure 7 illustre de façon schématique la structure d'une trame d'un signal de retour ; - la figure 8 représente un algorithme détaillant le fonctionnement du module extracteur 307 de la figure 5. De façon générale, l'invention s'applique à un réseau de communication de type maillé (connu sous le terme "mesh" en terminologie anglo-saxonne) dans lequel un signal émis à partir d'une source rencontre des noeuds relais qui vont, à leur tour, réémettre le signal pour qu'il parvienne à un ou plusieurs noeuds destinataires en suivant plusieurs chemins différents. Les noeuds destinataires peuvent également servir de noeuds relais pour relayer le signal et le réémettre à destination d'autres noeuds.

Les configurations ou architectures de réseau possible pour la mise en oeuvre de l'invention sont multiples et seules quelques unes seront décrites dans la suite de l'exposé. La figure 1 illustre une architecture minimale de réseau maillé10 dans laquelle l'invention peut être mise en oeuvre. Le réseau représenté sur cette figure comprend un noeud source S comportant un réseau d'antenne pourvu de plusieurs antennes élémentaires ou éléments d'antenne. Ce réseau 10 comprend également deux noeuds relais RI et R2 qui sont susceptibles de recevoir un signal émis à partir de la source S et de réémettre chacun en direction d'un noeud destinataire D. Ce réseau fait ainsi apparaître deux chemins redondants qui permettent d'acheminer un signal depuis à la sa destination. On peut évidemment envisager d'autres chemins dans ce réseau.

Ainsi, le noeud RI peut lui-même réémettre le signal reçu de la source en direction du noeud relais R2 qui le réémettra à son tour au noeud destinataire D. De même, le noeud R2 peut renvoyer le signal reçu de la source au noeud relais RI qui, lui-même, le réémettra à destination du noeud D. Le réseau 20 représenté schématiquement à la figure 2 comprend un noeud source S et une pluralité de noeuds RI, R2, R3, R4 et R5 dont l'un ou plusieurs d'entre eux est susceptible de constituer un noeud destinataire D. Comme représenté sur la figure 2, la source S qui comprend un réseau d'antenne émet un signal en direction du noeud relais RI par l'intermédiaire d'un canal de communication 22a et ce même signal est émis simultanément vers les noeuds relais R2, R3, R4 et R5 par l'intermédiaire des canaux de communication respectifs 22b, 22c, 22d et 22e. Le noeud relais RI, à son tour, réémet à destination de noeuds relais R2, R3, R4 et R5 le signal avec ou sans modification à travers les canaux de communication respectifs 24a, 24b, 24c et 24d.

Le noeud relais R3 procède ensuite de même avec les autres noeuds relais et ainsi de suite. Toutefois, ceci n'a pas été illustré sur la figure 2 afin de ne pas surcharger le dessin.

Par contre, sur la figure 3 on a représenté l'émission et la réémission des différents signaux dans le temps à partir de plusieurs des noeuds relais du réseau, montrant ainsi que chaque noeud relais réémet à son tour en direction d'autres noeuds relais du réseau le signal qu'il a reçu. Comme déjà mentionné brièvement ci-dessus, les noeuds relais du réseau, que ce soit dans l'architecture de la figure 1 ou dans celle des figures 2 et 3, peuvent être des noeuds relais de type AF uniquement. De tels noeuds relais reçoivent, stockent éventuellement, amplifient et réémettent le signal. Le signal réémis par ce type de noeuds relais est ainsi représentatif de l'ensemble des canaux traversés par celui-ci si tous les noeuds relais rencontrés par ce signal sont du même type. Le réseau peut alternativement ne comprendre que des noeuds relais de type DEF qui reçoivent, démodulent, décodent, ré-encodent, modulent à nouveau et réémettent le signal à destination d'un ou de plusieurs noeuds du réseau.

Le signal réémis par un tel noeud relais n'est alors plus représentatif des canaux précédemment empruntés par ce signal. Le réseau peut également comporter des noeuds relais des deux types. On notera qu'il est préférable que la topologie du réseau soit connue et en particulier que le nombre de noeuds connectés à ce réseau soit connu.

A cet égard, il existe de nombreuses de possibilités dans l'état de la technique pour avoir une connaissance de la topologie d'un réseau de communication maillé. On notera que l'invention sera plus particulièrement décrite suivant un mode de communication de type TDMA synchrone (connu en terminologie anglo- saxonne sous l'expression "Time Division Multiple Access").

Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ce mode de transmission et d'autres modes tels que, par exemple, le mode FDMA ("Frequency Division Muliple Access"), le mode CDMA ("Code Division Multiple Access"), voire un autre mode sont envisageables.

De façon générale, le noeud source du réseau émet grâce à son réseau d'antenne un signal de données utiles vers plusieurs noeuds du réseau (voie descendante) qui, chacun, reçoivent ce signal et le réémettent vers un ou plusieurs noeuds du réseau. Le noeud destinataire, ou chacun d'entre eux s'il y en a plusieurs, reçoit un signal provenant d'un relais ou plusieurs signaux provenant de plusieurs noeuds relais suivant différents chemins du réseau. Il obtient à partir de chaque signal reçu des informations sur le canal de communication établi entre le noeud destinataire et le ou les noeuds relais qui ont relayé le signal vers le noeud destinataire. Le noeud destinataire, ou chaque noeud destinataire s'il y en a plusieurs, émet sur une voie de retour (voie ascendante) un signal à destination de la source et qui fournit à ce dernier des informations sur les mesures des canaux entre noeud relais et noeud destinataire. Le noeud source reçoit ces informations ou données de retour qui sont utiles pour le réglage ou la configuration du réseau d'antenne.

Plus particulièrement, ces données ou informations reçues du ou des noeuds destinataires sont utilisées pour déterminer des coefficients du réseau d'antenne à faisceaux multiples. On notera par ailleurs que cette détermination peut être effectuée dans un autre noeud du réseau que le noeud source, voire répartie sur plusieurs noeuds 25 du réseau. Dans le cas où cette étape est effectuée en dehors du noeud source, il convient de transmettre à ce dernier le résultat de cette étape. Les coefficients d'antenne ainsi déterminés vont permettre de régler ou de configurer le réseau d'antenne en boucle fermée et le réseau d'antenne ainsi réglé ou configuré émettra de nouveau un signal plus ajusté à la topologie du réseau que dans l'art antérieur. On notera que les coefficients de chaque élément d'antenne du réseau d'antenne peuvent être réglés de façon différente et indépendante les uns des autres. Le réseau d'antenne s'adapte ainsi en permanence, c'est-à-dire de façon dynamique, à la topologie du réseau maillé. Le rayonnement d'antenne produit par ce réseau peut ainsi changer à chaque boucle de retour pour s'adapter à des événements survenant sur le réseau comme, par exemple, ceux liés à un problème de masquage intervenant sur un faisceau direct émis par le réseau d'antenne. En effet, dans la mesure où le diagramme de rayonnement du réseau d'antenne s'ajuste sous l'effet du calcul et, plus particulièrement, autour d'un diagramme de rayonnement omnidirectionnel, l'énergie du rayonnement du réseau d'antenne est toujours répartie de façon suffisante dans toutes les directions, même si l'un des noeuds relais est masqué. Ceci est permis dans la mesure où l'information utilisée pour le réglage de l'antenne est obtenue à partir du ou des canaux établis entre un noeud relais et un noeud destinataire.

On notera que, dans l'art antérieur, lorsqu'un problème de masquage survient dans un réseau et qu'un canal établi entre le noeud source et le noeud destinataire est obstrué, le noeud destinataire renvoie au noeud source une information représentative d'un canal obstrué. Ainsi, le noeud source augmente la puissance d'émission du signal vers le canal obstrué pour compenser cette obstruction. Or, la puissance disponible au niveau de l'émetteur étant limitée, cette augmentation de puissance ne peut se faire qu'au détriment de la puissance émise vers les autres noeuds. On assiste ainsi, dans l'art antérieur, à une dégradation du 30 fonctionnement du réseau.

La figure 4 illustre le mode de fonctionnement TDMA synchrone dans un réseau maillé et notamment un cycle p d'émission et de réception de signaux par le noeud source. Lors du cycle p, le noeud source émet un signal de données utiles à haut débit en direction de différents noeuds du réseau (voie descendante), noeuds qui peuvent être des noeuds relais, voire des noeuds destinataires. Ce signal est reçu par exemple par plusieurs noeuds relais 1, ..., k, éventuellement par des noeuds destinataires 1, ... N. Des noeuds relais réémettent le signal reçu à destination de noeuds destinataires tels que par exemple le noeud relais k sur la figure 2. Ainsi, les noeuds destinataires vont recevoir au moins une copie du signal utile provenant du noeud relais le moins éloigné. Lorsque tous les noeuds relais ont réémis un signal, les noeuds destinataires peuvent émettre un signal de données de retour en vue du réglage 15 du réseau d'antenne au noeud source. Sur la figure 4, le noeud destinataire 1 émet un signal de retour 1 à destination du noeud source que ce dernier reçoit. De même, le noeud destinataire N émet un signal de retour N qui est également reçu par le noeud source. On notera que pour la voie de retour on utilise de préférence un régime 20 de transmission de signal de retour à plus faible débit que celui de la voie descendante afin d'améliorer le rapport signal sur bruit. On garantit ainsi la bonne réception des informations de retour qui sont utiles pour le réglage du réseau d'antenne. Lors de la transmission du ou des signaux de retour, les noeuds relais 25 du réseau ne sont pas nécessaires. Selon les applications envisagées et le mode de réalisation choisi, il est envisageable d'augmenter le nombre de signaux de retour ainsi que la fréquence du réglage du réseau d'antenne. Il convient de noter que la qualité de l'asservissement est d'autant 30 meilleure que la bande passante de la voie de retour est grande.

Toutefois, dans le mode de réalisation décrit ici, le choix s'est porté sur un débit de données utiles dans le signal émis à la source très élevé en mode de transmission TDMA. Ainsi, la bande passante laissée à la voie de retour est relativement faible pour obtenir ce débit élevé de données utiles et on choisit donc de ne transmettre qu'une quantité d'informations relativement limitée. La figure 5 représente les principaux éléments constitutifs des noeuds du réseau 10 de la figure 1. Plus particulièrement, la figure 5 illustre un réseau de communication 10 comprenant le noeud source 300, deux noeuds relais 310a et 310b et un noeud destinataire 330. Le noeud source 300 reçoit, dans une unité d'émission ou émetteur 302, des données utiles qu'il va transmettre. Il peut s'agir d'un signal numérique vidéo, audio ou d'un fichier de 15 format quelconque. L'émetteur 301 remplit les fonctions connues d'un émetteur sans fil, à savoir qu'il effectue les opérations suivantes : mise en trame, encodage, 20 modulation numérique, conversion numérique analogique, transposition en fréquence. L'émetteur 301 fournit ainsi un signal "Sa" qui correspond à la transposée en fréquence du signal de modulation en bande de base "S" après sa 25 conversion numérique analogique. Le signal "Sa" est envoyé sur un réseau d'antenne 302 qui comprend plusieurs antennes élémentaires ou éléments d'antenne 303. Chaque antenne élémentaire est alimentée par un signal ajustable en phase et en gain, l'ajustement de ce signal étant symbolisé par l'élément variable 30 304.

Cet ajustement en phase et en gain est réalisé, de façon théorique, par une multiplication avec un coefficient complexe. En pratique, cet ajustement est obtenu par une série de lignes à retard ou d'atténuateurs commandés par des commutateurs si l'ajustement a lieu en 5 bande transposée. L'ajustement peut alternativement être réalisé par une multiplication dans un processus de traitement du signal s'il a lieu en bande de base. Le noeud source 300 comprend également une antenne de réception 305 qui est couplée à une unité de réception ou récepteur 306 recevant le ou les 10 signaux de retour en provenance du noeud destinataire 330. Ces informations ou données de retour vont être utiles au contrôle du réseau d'antenne comme on le verra ci-après. Le noeud source comprend également un module extracteur 307 qui a pour fonction d'extraire du signal de retour ou des signaux de retour, les 15 informations ou données utiles au contrôle du réseau d'antenne. Les différentes opérations réalisées par le module extracteur 307 seront davantage explicitées lors de la description faite en référence à la figure 8. Les informations ou données extraites sont ensuite transmises au module de calcul 308 lorsque le temps imparti pour le retour d'informations a 20 expiré ou lorsque le noeud destinataire a transmis son signal de retour (ou lorsque, en cas de présence de plusieurs destinataires dans le réseau, tous les noeuds ont transmis un signal de retour). Un module de calcul 308 détermine des coefficients d'antenne du réseau d'antenne qui sont adaptés à partir des données ou informations de retour 25 fournies par le module 307. Ces coefficients ainsi obtenus à partir des informations ou données de retour permettent d'ajuster la phase et le gain des antennes élémentaires du réseau d'antenne 302. Plus particulièrement, les informations ou données de retour sont de 30 deux types.

Un premier type d'informations notées NUMi sont représentatives, d'une part, du canal de communication entre le noeud destinataire i et le noeud relais ayant relayé le signal vers ce noeud destinataire et, d'autre part, de données de ce signal qui ont été reçues par le noeud destinataire via ce canal.

Un second type d'informations dénommées DENi sont représentatives de l'énergie reçue par le noeud destinataire i via ce canal. On notera que l'énergie sera normalisée après la réception au noeud source de toutes les contributions du ou des noeuds destinataires. Ces deux types d'informations permettent de configurer le réseau 10 d'antenne 302 de façon dynamique et adaptée à la topologie du réseau de communication. On notera que la détermination des coefficients d'antenne peut être effectuée dans un autre noeud du réseau, puis transmis au noeud source, ou être réamorcée de façon distribuée dans plusieurs noeuds du réseau et transmis 15 ensuite au noeud source. Sur la figure 5, sont également représentés deux noeuds relais 310a et 310b dont seul l'intérieur du noeud 310a a été représenté par souci de simplification. On notera que le noeud 310b est identique au noeud relais 310a dans 20 cet exemple. Plus particulièrement, le noeud relais 310a comprend en émetteur 311 muni d'une antenne omnidirectionnelle 312, ainsi qu'un récepteur 313 muni d'une antenne omnidirectionnelle 314. Ce noeud peut être un noeud fonctionnant en mode DEF (connu en 25 terminologie anglo-saxonne sous le terme "Decode Encode and Forward") c'est-à-dire qu'il peut recevoir, démoduler et stocker un signal ou message, puis le réémettre après modulation. On notera qu'en mode DEF le signal relayé par le relais ne conserve pas les déformations qu'il a pu subir en transitant par les différents canaux à 30 travers le réseau.

Le noeud peut alternativement fonctionner en mode AF (connu en terminologie anglo-saxonne sous le terme "Amplify and Forward"), c'est-à-dire que le signal ou message reçu est stocké ou non dans le noeud, puis réémis sans démodulation.

Le signal message ainsi retransmis conserve les déformations qu'il a pu subir en transitant par les différents canaux à travers le réseau. Sur la figure 5, on a également représenté un noeud destinataire 330 qui comprend un émetteur 331 muni d'une antenne omnidirectionnelle 332 et un récepteur 333 muni, lui aussi, d'une antenne omnidirectionnelle 334.

Le récepteur 333 comprend plus particulièrement un égaliseur 335 qui va permettre de retrouver le signal qui a été envoyé au noeud destinataire 330. Cet égaliseur est par exemple de type auto-adaptatif. Le principe général d'un égaliseur est celui d'un filtre numérique adaptatif destiné à compenser les effets d'un canal de transmission.

Un égaliseur de ce type est connu du document US 3, 368,168. Le récepteur 333 comprend également un module 336 dont la fonction sera indiquée ci-après . Comme illustré sur la figure 5, l'égaliseur 335 fournit les coefficients H-1, où H représente la réponse impulsionnelle du canal qui est mesurée au noeud destinataire 330. L'égaliseur 335 fournit également une sortie y (signal reçu) correspondant à un symbole dans le signal envoyé. Les coefficients H-' ainsi que le symbole y sont fournis à un module de calcul 338, de même qu'un signal s qui est un symbole de modulation théorique.

Chaque symbole y reçu est le résultat de la modification d'un des symboles s par le canal. On notera que pour une séquence d'apprentissage transmise comme signal au noeud destinataire et qui comprend par exemple 1000 symboles, on choisira le symbole y reçu en position 995 et pour le symbole s, le 995ème symbole de la séquence d'apprentissage émise (le noeud destinataire connaît la suite de symboles s dans la séquence d'apprentissage). On compare ainsi, pour chaque réception de symbole y, le symbole y au symbole s qui aurait dû être reçu.

Lorsque le mode de transmission utilisé ne fait pas intervenir une séquence d'apprentissage mais est considéré comme un mode aveugle, alors le symbole s est celui qui est situé à la plus faible distance euclidienne du symbole y communiqué (on compare ainsi le module du symbole y reçu au module du symbole s qui aurait dû être reçu).

Le module 336 précité a pour fonction de fournir l'information sur le ou les symboles théoriques qui auraient dû être reçus pour qu'ils soient comparés au(x) symbole(s) y selon le mode d'apprentissage ou le mode aveugle. Dans la mesure où le vecteur H-' est disponible après que l'égaliseur ait convergé (les coefficients de cet égaliseur sont précisément l'inverse de la réponse impulsionnelle du canal), il convient donc de collecter ce vecteur de préférence vers la fin de la séquence d'apprentissage lorsque ce mode est utilisé, ou après un temps suffisamment long dans le cas d'une transmission en mode aveugle. On notera que le noeud destinataire peut comporter en outre des systèmes garantissant la validité de l'information.

Il peut s'agir par exemple d'un dispositif qui a pour but de vérifier que la réponse impulsionnelle de l'égaliseur est de forme acceptable. Après l'obtention de ces données, le module de calcul 338 effectue les opérations d'inversion du vecteur H-1, de transposition de celui-ci, puis de multiplication avec les symboles y et s pour obtenir le premier type d'informations NUMi mentionné ci-dessus. On notera que le noeud destinataire 330 procède de la même façon pour obtenir des informations représentatives du canal de communication entre ce noeud et l'autre noeud relais 310b. Les informations obtenues pour chaque canal (une information de 30 chaque type par chemin) sont ensuite rassemblées, par exemple additionnées, dans le cas illustré sur la figure 5 où un seul noeud destinataire est présent. Ainsi, on obtient une seule information NUM et une seule information DEN au noeud destinataire pour l'ensemble des chemins. Toutefois, ce calcul pourrait alternativement être effectué par le noeud source après transmission des informations. Si plusieurs noeuds destinataires sont impliqués, les informations obtenues auprès de chaque noeud pour un ou plusieurs chemins sont par exemple transmises séparément au noeud source. On procède bien évidemment de façon identique quel que soit le nombre de noeuds relais qui retransmettent au noeud destinataire un signal suivant un chemin donné du réseau. S'il y a plusieurs noeuds destinataires, de façon similaire à ce qui a été décrit ci-dessus, chaque noeud destinataire transmet au noeud source les informations qui le concernent et les différentes informations de chaque type sont agrégées au noeud source. Par ailleurs, le module de calcul 338 forme un coefficient normalisateur DENi qui est représentatif de l'énergie reçue par le canal considéré. Plus précisément, ce coefficient normalisateur est obtenu en calculant la norme du vecteur H.

Selon que le noeud destinataire reçoit deux signaux ou plus provenant de différents noeuds relais à travers plusieurs chemins dans le réseau, le second type d'informations DENi du noeud destinataire 330 est obtenu en effectuant la somme des normes de chaque vecteur H propre à chaque canal. Les deux types d'informations précitées obtenus par le module de calcul 338 sont ensuite transmis à un module 339 qui a pour fonction de les insérer dans un signal de retour. Ce signal prend par exemple la forme d'une trame de données. On notera que si plusieurs noeuds destinataires interviennent dans le réglage du réseau d'antenne, alors le coefficient normalisateur n'est calculé qu'au noeud source après transmission des différentes informations de chacun des noeuds destinataires.

Les informations ou données sont ajoutées par ce module à la trame en vue de permettre au noeud source de détecter d'éventuelles erreurs qui pourraient survenir lors de la transmission de la trame. La trame de retour est ensuite transmise sur la voie de retour par l'émetteur 331 et l'antenne 332. Les figures 6a, 6b et 6c représentent des algorithmes qui sont mis en oeuvre respectivement par le noeud source 300, chacun des noeuds relais 310a et 310b et le noeud destinataire 330. Chacun de ces algorithmes comporte plusieurs étapes dont l'exécution décrit le fonctionnement principal de chaque noeud. Plus particulièrement, l'algorithme de la figure 6a qui est exécuté par le noeud source 300 comprend une première étape E401 d'initialisation des différents éléments présents dans le noeud source. En particulier, le vecteur d'antenne w qui est le vecteur des coefficients d'antenne du réseau d'antenne 302 est initié, de préférence, avec des coefficients tous nuls exceptés l'un d'entre eux qui prend la valeur 1, afin d'obtenir de l'antenne émettrice un faisceau omnidirectionnel. Selon une variante de réalisation, le vecteur d'antenne w peut être calculé à condition de connaître les directions dans lesquelles sont disposés les différents noeuds relais. On peut par exemple utiliser un algorithme de Godara tel que décrit dans le document intitulé "Smart Antenna for Wireless Communications", de Frank Gross, page 213, Mc Graw Hill 2005. Les valeurs des informations NUMi sont initialisées de façon identique, alors que les valeurs DENi sont initialisées à la valeur 1. L'étape E401 est suivie d'une étape E402 de réglage ou de configuration du réseau d'antenne. Au cours de cette étape, le vecteur d'antenne w est appliqué de façon multiplicative aux différentes branches de circuits qui sont reliées aux différents 30 éléments d'antenne 302.

En prenant le vecteur d'antenne initialisé avec tous ses coefficients à zéro sauf un, le réseau d'antenne est ainsi réglé de façon initiale avec un faisceau omnidirectionnel pour l'élément d'antenne central, les autres éléments d'antenne ne produisant pas de rayonnement.

On notera que, dans l'exemple choisi, le réseau d'antenne peut par exemple comporter sept éléments d'antenne. L'étape suivante E403 est une étape d'émission d'un signal de données utiles par le réseau d'antenne du noeud source vers un ou plusieurs noeuds destinataires.

Il convient de rappeler que la description de la figure 3, même si elle a été faite pour un réseau d'architecture simplifiée tel que celui de la figure 1, reste valable pour un réseau comportant un plus grand nombre de noeuds et, notamment, plusieurs noeuds relais et plusieurs noeuds destinataires. Les algorithmes des figures 6a, 6b et 6c s'appliquent donc de façon correspondante aussi bien au réseau de la figure 1 qu'à ceux des figures 2 et 3, voire à d'autres réseaux aux architectures plus compliquées. Un signal de données est ainsi émis sous la forme d'une trame à travers le réseau maillé en direction des différents noeuds relais et noeuds destinataires.

Le noeud source attend ensuite le ou les signaux de retour du ou des différents noeuds destinataires. Parallèlement, l'algorithme de la figure 6b exécuté au niveau d'un noeud relais débute par une étape d'initialisation E411. Au cours de cette étape, le noeud relais effectue par exemple une synchronisation avec le réseau dans lequel il se trouve. Cet algorithme comporte ensuite une étape E412 de réception du signal de données utiles émis par le noeud source à l'étape E403. L'algorithme comporte une étape suivante E413 qui a pour but de tester si le signal reçu véhicule une information utile.

On sait par exemple que si le relais fonctionne en mode AF et que le signal reçu présente un rapport signal sur bruit marginal, alors il n'est pas utile de le réémettre. De même, si le relais fonctionne en mode DEF et si, durant l'opération de démodulation du signal reçu, des incohérences apparaissent telles que des erreurs dans l'entête du signal, alors la réémission de ce signal ne s'avère pas utile. Par contre, si les erreurs se trouvent dans le corps du signal, le noeud relais n'a pas nécessairement la capacité de corriger ces erreurs, ni même de les détecter. Par conséquent, le noeud relais ne peut pas prendre la décision de ne pas réémettre le signal, puisque seul le noeud destinataire disposera d'un mécanisme de détection et de correction d'erreurs. Toutefois, selon une variante, il est possible d'envisager que le noeud relais comporte lui-même un moyen de détection d'erreurs, voire de correction de ces erreurs. Il peut ainsi être capable de décider, soit de réémettre un signal dans la mesure où les erreurs ont pu être corrigées, soit de ne pas les réémettre dans la mesure où ces erreurs ne sont pas corrigeables.

Par ailleurs, on peut également envisager qu'en cas de détection d'erreurs, même si le noeud relais n'est pas capable de les corriger, il décide néanmoins de retransmettre le signal dans le mesure où le noeud destinataire sera peut être capable de corriger ces erreurs. En cas de décision de réémission du signal, l'étape E413 est suivie d'une étape E414 de réémission du signal de données utiles. Comme mentionné précédemment, le relais peut fonctionner en mode DEF ou en mode AF t le signal peut ainsi être retransmis en perdant l'information sur le ou les canaux antérieurs par lesquels il a transité (mode DEF) ou être simplement amplifié, conservant ainsi l'information accumulée sur les canaux antérieurement empruntés.

On notera que l'instant de réémission du signal doit être connu précisément si le mode de transmission est de type TDMA comme mentionné plus haut. L'algorithme de la figure 6b comporte également une étape de test E415 qui a pour but de déterminer si un nouveau cycle de réception de signal doit être enclenché ou non. On va maintenant décrire en référence à la figure 6c l'algorithme exécuté par le noeud destinataire 330 de la figure 5. Cet algorithme est le même pour d'autres noeuds destinataires qui pourraient être présents dans le réseau. L'algorithme de la figure 6c débute par une étape d'initialisation E421 qui, comme l'étape E411 de la figure 6b, prévoit par exemple la synchronisation du noeud au réseau. Cette étape est suivie d'une étape E422 de réception d'un signal provenant du noeud relais, par exemple le noeud relais 310a de la figure 5. Le noeud relais 310a peut être de type AF ou de type DEF. On notera que même si le noeud destinataire reçoit de façon directe le signal émis par le noeud source, alors il peut ne pas prendre en compte cette réception directe mais seulement les réceptions indirectes via des noeuds relais du réseau suivant plusieurs chemins. On notera que lorsque le noeud destinataire reçoit plusieurs signaux qui sont issus du même signal émis par le noeud source mais qui ont été relayés par différents noeuds relais du réseau à travers différents chemins, le noeud destinataire peut décider de ne conserver que l'un de ces signaux suivant un ou plusieurs critères prédéterminés. Il peut par exemple décider de ne conserver que le signal reçu avec le meilleur rapport signal sur bruit. Alternativement, il peut décider de ne conserver que le premier des signaux reçus.

Selon une autre variante, si le noeud peut détecter les erreurs, il choisira le signal qui a le moins d'erreurs à corriger. Lorsque la sélection d'un signal est effectuée en fonction du critère du rapport signal sur bruit, le filtrage permettant d'effectuer cette sélection est obtenu en utilisant les coefficients de l'égaliseur 335 du noeud destinataire 330. Plus particulièrement, on utilise l'écart type des données reçues par rapport aux données théoriques. Alternativement, on peut utiliser le signal obtenu en mesurant la puissance du signal reçu et filtrer ainsi les différents signaux suivant cette mesure de puissance. L'algorithme de la figure 6c comporte une étape suivante E423 effectuée par le module de calcul 338. Comme déjà mentionné ci-dessus, le module de calcul procède à l'inversion du vecteur H-1 fourni par l'égaliseur (cette inversion permet de retrouver la réponse H du canal), à la transposition de ce vecteur inversé, puis à sa multiplication avec les symboles y et s pour obtenir les informations NUMi précédemment mentionnées. Comme décrit plus haut, le module de calcul détermine également l'information DENi.

L'étape suivante E424 est une étape de création d'une trame de retour destinée au noeud source. Lors de cette étape, les informations obtenues à l'étape E423 sont insérées dans la trame. La figure 7 illustre la structure d'une telle trame de données.

Cette trame comprend un préambule 701 qui permet la synchronisation du noeud source vis-à-vis du noeud destinataire pour la lecture de la trame. Même si tous les noeuds du réseau sont supposés être synchronisés les uns par rapport aux autres, certaines différences de fréquences d'horloge peuvent apparaître d'un noeud à l'autre.

Le préambule de la trame permet de mesurer de telles différences.

Il permet également d'ajuster tous les processus auto-adaptatifs tels que ceux des égaliseurs, du contrôle automatique de gain... La trame comprend également plusieurs champs d'informations séparés dont deux champs 702 et 703 placés derrière le préambule et dans lesquels sont encapsulées les informations du premier type NUM et du deuxième type DEN. Selon une variante, les informations de chaque type et qui sont relatives à chaque chemin ne sont pas agrégées au noeud destinataire mais au noeud source. La trame de retour va ainsi transporter une évaluation par chemin, à savoir une information NUM et une information DEN. Dans ces conditions la trame comprend autant de champs d'informations qu'il y a de chemins aboutissant au noeud destinataire. La trame comprend également un champ 704 qui permet de détecter, lorsque cette trame sera reçue par le noeud source, d'éventuelles erreurs de 15 transmission. En particulier, on utilise un champ CRC qui contient un code de redondance cyclique permettant de vérifier que la transmission n'a pas corrompu les données utiles du signal. Lorsqu'une ou plusieurs erreurs surviennent et sont donc détectées 20 grâce à ce champ ou bien lorsqu'aucun retour n'est reçu par le noeud source, ce dernier conserve les valeurs des signaux de retour précédentes. Un ou plusieurs autres champs 705 peuvent également être utilisés pour transporter d'autres informations dans la trame. Le format pour transporter ces informations peut, par exemple, être un 25 format mantisse exposant sur 32 bits, ou bien un format sur un nombre entier d'éléments binaires afin de transporter un résultat quantifié. Le choix de ce format tient généralement compte du mode de réalisation du réglage du réseau d'antenne. En particulier, on tient compte du fait que le réglage a lieu à partir d'un 30 signal en bande de base ou en bande transposée.

En effet, le réglage à partir du signal en bande transposée fait intervenir un nombre d'éléments relativement limités dans la mesure où la réalisation des circuits de retard occupe une place relativement élevée sur le silicium. La trame ainsi créée à l'étape E424 est émise à l'étape E425 sur la voie de retour qui, comme mentionné ci-dessus, est en bas débit pour que le signal utile envoyé par la source soit, quant à lui, en haut débit. Cette étape est suivie d'une étape de test E426 au cours de laquelle on détermine si un nouveau cycle de réception de signal est enclenché ou non. La trame ainsi émise par le noeud destinataire ou les trames ainsi émises par les noeuds destinataires sont reçues par le noeud source à l'étape E404 de l'algorithme de la figure 6a. Ce signal de retour ou ces différents signaux de retour sont ensuite traités à l'étape E405. Au cours de cette étape, on vérifie notamment l'intégralité des retours.

Cette étape est effectuée par le module extracteur 307 du noeud source 300. L'étape E405 est plus particulièrement détaillée par l'algorithme de la figure 8. Lors de l'exécution de cet algorithme, le module 307 mémorise les différentes valeurs des vecteurs NUMi et de la variable DENi reçues des N noeuds destinataires. Lorsqu'il n'y a qu'un noeud destinataire i comme dans le réseau de la figure 5, il n'y a par exemple qu'un seul vecteur NUMi et qu'une seule variable DENi. L'agrégation des différentes valeurs NUMi et DENi pour chacun des canaux faisant intervenir le noeud relais 310a et le noeud relais 310b est effectuée dans le noeud destinataire 330. Alternativement, au lieu d'avoir une seule valeur agrégée NUM, d'une part, et DEN, d'autre part, le noeud source peut recevoir plusieurs valeurs NUMi et DENi correspondant à plusieurs canaux.

Le module extracteur 307 comprend également une horloge qui est remise à zéro au début du segment temporel réservé pour les différentes voies de retour. L'algorithme de la figure 8 comporte plusieurs étapes E501, E502, E503 et E504 au cours desquelles l'indice i et les N valeurs NUMi et DENi sont initialisées. L'algorithme comporte ensuite une étape E505 de remise à zéro de l'horloge. Cette remise à zéro permet de déclencher le début d'une fenêtre temporelle globale (cycle) durant laquelle le noeud source est prêt à recevoir la ou les différentes trames de retour des différents noeuds destinataires. Ce cycle se divise en plusieurs fenêtres temporelles définissant chacune un intervalle de temps durant lequel le noeud source est prêt à recevoir des données d'un noeud destinataire i.

L'étape suivante E506 est une étape d'initialisation de la variable i à la valeur 1. L'étape suivante E507 est une étape durant laquelle on vérifie si une trame du noeud destinataire i a été reçue durant la fenêtre temporelle propre au noeud i.

Dans l'hypothèse où une trame a été reçue du noeud destinataire i, l'étape suivante E508 prévoit de détecter, à la réception de chaque voie de retour, si des erreurs sont présentes dans les données NUMi et DENi reçues en utilisant le champ 704 de la trame illustrée à la figure 7. Lorsque le code détecteur d'erreurs présent dans la trame confirme l'absence d'erreurs dans les données ou informations précitées, alors l'étape suivante E509 effectue une mise à jour de ces valeurs et procède à leur stockage. A la fin de la fenêtre temporelle propre au noeud i le module extracteur 307 transmet ces valeurs au module de calcul 308. L'étape E509 est suivie d'une étape E510 d'incrémentation de la variable i afin de considérer le noeud destinataire suivant.

On notera que cette étape E510 fait également suite aux étapes E507 et E508 précédemment décrites respectivement lorsqu'aucune trame n'est reçue du noeud destinataire i et lorsque des erreurs sont présentes dans la voie de retour provenant du noeud destinataire i.

L'étape E510 est suivie d'une étape E511 au cours de laquelle un test est pratiqué afin de déterminer si la variable i est égale à N+1. Ce test permet de vérifier si le noeud 300 a testé chacun des N noeuds destinataires. Lorsqu'il reste des noeuds destinataires à vérifier, l'étape E511 est suivie de l'étape E507 déjà décrite. Dans le cas contraire, l'étape E511 est suivie d'une étape de test E512 afin de déterminer si un nouveau cycle doit être envisagé. L'étape E512 est ensuite suivie d'une étape E513 au cours de laquelle l'horloge est remise à zéro, ce qui met fin à la fenêtre temporelle globale du cycle en cours et débute une nouvelle fenêtre temporelle globale pour le nouveau cycle. L'étape E513 est suivie de l'étape E506 déjà décrite afin de procéder à la vérification des voies de retour pour un nouveau cycle. L'algorithme de la figure 8 ayant pour but de mémoriser les N valeurs NUMi et DENi extraites des trames de retour, ces valeurs sont ensuite transmises au module de calcul 308 qui exécute l'étape E406 de la figure 6a. On notera que le module extracteur 307 permet au module de calcul 308 d'effectuer malgré tout un calcul de coefficient d'antenne même en l'absence de données de retour valables d'un ou de plusieurs noeuds destinataires considérés. Dans cette hypothèse, le module de calcul prend alors en compte les données de retour précédentes, ce qui ne conduit pas ainsi à un calcul trop erroné. L'étape de calcul E406 a pour but de calculer les vecteurs w des coefficients d'antenne du réseau d'antenne 302 de la figure 5. 5 10 15 20 25 Contrairement à ce qui a été pratiqué dans l'art antérieur, ce calcul prend principalement en compte la pluralité de canaux entre les noeuds relais et le ou les noeuds destinataires correspondant à différents chemins suivis par le signal émis par la source pour parvenir à destination. Le calcul du vecteur des coefficients d'antenne est ainsi égal à la somme des informations du premier type NUMi obtenues pour plusieurs canaux de communication établis sur différents chemins du réseau pour un noeud destinataire i divisée par la somme des informations DENi du second type obtenues pour chacun de ces mêmes canaux. Ceci correspond à l'exemple représenté sur la figure 5. Toutefois, lorsque plusieurs noeuds destinataires sont présents, alors le vecteur des coefficients d'antenne est égal au rapport de la somme des informations NUMi pour chacun des N noeuds destinataires sur la somme des informations DENi pour ces mêmes noeuds destinataires. Dans l'exposé ci-après on utilisera les notations suivantes : - s est le symbole ou la suite de symboles émis par la source, - w est vecteur de réglage de l'antenne multifaisceaux à la source, - Hij est la réponse du canal allant du noeud i au noeud j, - Yij est le signal reçu au noeud j venant du noeud i. - le mode de retransmission des relais est le mode AF. On rappelle que les antennes des relais sont par exemple des antennes omnidirectionnelles afin de simplifier les calculs. Par ailleurs, * traduit la conjugaison, H la transformée hermitienne et T la transposée. y12 = ((h12 w1 + h12' w2 + h12 "w3 ).s = H12T .w.s Y24 = (1 .H12) T .w.s Y13 (h13w1 +h13'w2 +~G13"w3)'S =H13T .w.s Y34 = (1 .H13 )T .w.s On peut estimer l'erreur sur le signal reçu à : T {ei = Y24 ù H12 .W.s T e2 = y34 ù H13 .w.s L'objectif est de trouver le vecteur d'antenne minimisant l'erreur sur le 5 signal reçu. On notera que la définition de l'erreur est modifiée par rapport à l'art antérieur pour tenir compte des signaux répétés reçus des noeuds relais. La minimisation de cette erreur entraine : 32

min ,^, (e1 2)a(e1 2+ e2 02 aW 2 =0 10 T 2 T 2 min = E Y24 ù H12 .W.S + Y34 ù H13T Y24Y24* + (H12T .W.S).(H12T .W.S) ùY24.(H12T .S Y34Y34* + (H13T .W.S).(H13T ms)* ùY34'(H13T •W.SùY24*'(H12T •w.S)+ Y34 H13T •w.S Amin=E a(e 02 0e2 02 aW* 12T .w).s.s*. 12T /H Y24's* (H12T /H +(H13T .W).S.S*.(H13T )H Y34.. 15 20 a(e aW* 11e2 2) =0 ((H T H 12 / H12T +(H13T )HH13T )s.s*w=y34.s*.(H13T )H+Y24.s*.(H12T ) et a( e2 2 + aw* 2) = 0 W = Y32.• *'(H13T )H +Y24'S*'(H12T ) s.s*.(H13T )H H13T + (H12T H12T ) 10 15 20 25 Plus généralement, le vecteur des coefficients d'antenne s'écrit de la façon suivante : N L * T )H yi.s . H~ i=1 N * T H T s.s .E H~ H, i=1 On posera NUMi = yi.s*.(H.T)Het DENT = (H.T)HHT Le nombre N désigne le nombre de noeuds destinataires, Hi correspond à la réponse impulsionnelle du canal mesurée au noeud destinataire i (il s'agit du canal noeud relais ù noeud destinataire) et il s'agit d'un vecteur de dimension égale au nombre d'éléments d'antenne du réseau d'antenne.

Yi est une donnée reçue dans l'espace de modulation numérique et s est la donnée transmise correspondante dans le même espace.

Dans l'exemple de réalisation préféré, le symbole utilisé pour paramétrer le calcul est connu.

Ce symbole est par exemple un symbole d'une séquence d'apprentissage.

Suivant cette méthode de calcul, le récepteur connaît la séquence émise et peut ainsi orienter le calcul vers l'optimum.

Alternativement, une méthode de calcul aveugle peut être utilisée.

Selon cette méthode, la séquence transmise n'est pas connue mais certaines caractéristiques statistiques (moyenne, écart type, ...) des signaux transmis sont, quant à eux, connus.

Dans le mode de réalisation décrit, le calcul du vecteur des coefficients d'antenne est distribué. w= Ainsi, ce calcul est pour partie effectué au niveau du ou des noeuds destinataires et pour partie au niveau du noeud source qui n'effectue que les sommations et la division des informations préalablement obtenues aux noeuds destinataires.

On notera que le vecteur des coefficients d'antenne représentatif du canal doit avoir la même dimension que le nombre d'éléments d'antenne du réseau. Si l'égaliseur possède plus de cellules que le nombre d'éléments d'antenne du réseau, alors le vecteur H-1 est construit en tronquant le vecteur des coefficients de l'égaliseur de part et d'autre du coefficient présentant le maximum d'énergie. Selon une variante, le calcul final du vecteur des coefficients d'antenne w peut être effectué dans l'un des noeuds destinataires, par exemple dans le dernier des noeuds destinataires dans l'ordre d'accès au médium.

Ce noeud reçoit ainsi les différentes informations des autres noeuds destinataires et procède au calcul du vecteur des coefficients d'antenne w. Une fois le calcul effectué, ce noeud transmet alors le résultat de son calcul au noeud source par un signal de retour. On notera par ailleurs que le module de calcul 308 peut alternativement être intégré dans l'un des noeuds relais du réseau de communication. De plus, le volume de données à transmettre pour permettre le réglage du réseau d'antenne dépend de l'endroit où est localisé le module de calcul 308.

En effet, si ce module est placé dans un noeud autre que le noeud source, alors le volume d'informations à transmettre sur une voie de retour sera plus important que si ce module est dans le noeud source. De ce fait, le débit sur la voie de retour sera plus important et occupera donc une plus grande bande passante.

Lorsque le calcul du vecteur w a été effectué à l'étape E406, alors une étape de test E407 est effectuée afin de déterminer si un nouveau cycle doit débuter. Dans l'affirmative, on procède ensuite à un réglage du réseau 5 d'antenne grâce aux coefficients d'antenne précédemment calculés. On adapte ainsi la phase et l'amplitude de chaque élément d'antenne du réseau d'antenne grâce aux informations obtenues sur les voies de retour provenant des différents noeuds destinataires. Ce réglage est ainsi effectué à chaque boucle en fonction des 10 différentes informations obtenues par le ou les noeuds destinataires et retournées aux noeuds sources, avec ou sans calcul préalable. Le réglage du réseau d'antenne est ainsi effectué à chaque cycle d'émission d'un signal de données utiles et de réception d'un ou de plusieurs signaux de retour. 15 Cette configuration du réseau d'antenne permet d'ajuster les différents éléments d'antenne de ce dernier en fonction de l'architecture du réseau, de façon dynamique et de manière plus précise que dans l'art antérieur. La configuration du diagramme de rayonnement produit par le réseau d'antenne est ainsi susceptible d'évoluer et donc d'être modifié à chaque boucle en 20 fonction d'informations de retour du ou des noeuds destinataires du réseau maillé. Ceci est rendu possible notamment par le fait l'on prend en compte les mesures des canaux noeuds relais ù noeuds destinataires suivant plusieurs chemins du réseau maillé. Plus particulièrement, si le dernier noeud relais est en mode DEF, il 25 s'agit de la mesure du canal entre ce noeud et le noeud destinataire. Si, par contre, le dernier noeud relais est en mode AF, on prend en compte le canal entre le noeud relais précédent et le noeud destinataire, si le noeud relais précédent est en mode DEF.

De façon générale, on prend en compte le canal entre le dernier noeud relais en mode DEF et le noeud destinataire, voire entre le noeud source et le noeud destinataire si, sur le chemin, tous les noeuds sont en mode AF. Les signaux parvenant ainsi aux noeuds destinataires à travers ces différents chemins sont ainsi porteurs d'informations très utiles sur la structure du réseau et notamment sur ce que voit le ou les noeuds destinataires. Par ailleurs, en prenant la mesure du canal issu d'une antenne omnidirectionnelle d'un des noeuds relais, on obtiendra par calcul des coefficients d'antenne multifaisceaux centrés autour de ceux d'une antenne omnidirectionnelle.

Ceci permet d'éviter la création d'interférences puissantes. Il est toutefois possible d'ajuster par le calcul le diagramme de rayonnement du réseau d'antenne autour d'un diagramme omnidirectionnel. Ainsi, les interférences susceptibles d'être créées seront limitées et ne mettront pas en danger la réception au niveau de tous les noeuds destinataires.15

Claims (22)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de configuration en boucle fermée d'un réseau d'antenne dans un réseau de communication maillé qui comprend un noeud source (300) où est localisé le réseau d'antenne (302), au moins un noeud destinataire (330) et plusieurs noeuds relais (310a, 310b) entre le noeud source et ledit au moins un noeud destinataire, caractérisé en ce que le procédé comprend : - l'émission (E 403) d'un signal de données par le réseau d'antenne vers ledit au moins un noeud destinataire à travers le réseau maillé, - la réception (E 422), par ledit au moins un noeud destinataire, en provenance de différents chemins du réseau maillé, de plusieurs signaux qui sont issus du signal émis après qu'il ait été relayé par des noeuds relais du réseau suivant les différents chemins, - la configuration (E 406, E 402) en boucle fermée du réseau d'antenne 15 en fonction des signaux reçus par ledit au moins un noeud destinataire suivant les différents chemins.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, audit au moins un noeud destinataire, l'obtention (E 423), à partir de chaque signal reçu par ce noeud suivant chacun des différents chemins, de deux types 20 d'informations, des informations d'un premier type (NUMi) étant représentatives, d'une part, du canal de communication entre ce noeud destinataire et ledit au moins un noeud relais ayant relayé le signal vers ledit noeud destinataire et, d'autre part, des données reçues via ce canal, et des informations d'un second type (DENi) étant représentatives de l'énergie reçue via le canal . 25
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend la transmission (E 425), dudit au moins un noeud destinataire au noeud source, des deux types d'informations obtenues.
4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend la transmission (E 425) d'un signal de retour qui comporte plusieurs champsd'informations séparés, les deux types d'informations étant respectivement dans au moins deux champs distincts.
5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le signal de retour comporte un champ (704) permettant de détecter, à la réception du signal par le noeud source, d'éventuelles erreurs survenues lors de la transmission.
6. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la configuration en boucle fermée du réseau d'antenne est effectuée en fonction des deux types d'informations obtenues pour au moins plusieurs des canaux de communication établis sur les différents chemins.
7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la configuration du réseau d'antenne comprend le calcul (E 406)d'un vecteur des coefficients d'antenne qui fait intervenir la division de la somme des informations du premier type obtenues pour au moins plusieurs des canaux de communication établis sur les différents chemins par la somme des informations du second type obtenues pour chacun de ces mêmes canaux.
8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend, au noeud source, la vérification de la présence ou de l'absence d'un signal de retour provenant dudit au moins un noeud destinataire.
9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'en cas d'absence d'un signal de retour dudit au moins un noeud destinataire, la configuration du réseau d'antenne prend en compte les informations contenues dans le dernier signal de retour reçu de ce noeud.
10. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le réseau comprend plusieurs noeuds destinataires.
11. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit au moins un noeud destinataire est également un noeud relais qui est susceptible de relayer le signal reçu vers un ou plusieurs autres noeuds du réseau maillé.
12. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce 30 que le réseau de communication maillé comprend au moins un noeud relais detype DEF qui décode le signal reçu sous forme codée, le réencode et le transmet à un ou plusieurs autres noeuds du réseau.
13. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le réseau de communication maillé comprend au moins un noeud relais de 5 type AF qui amplifie et transmet le signal reçu à un ou plusieurs autres noeuds du réseau.
14. 14. Système de configuration en boucle fermée d'un réseau d'antenne dans un réseau de communication maillé qui comprend un noeud source (300) où est localisé le réseau d'antenne (302), au moins un noeud destinataire (330) et 10 plusieurs noeuds relais (310a, 310b) entre le noeud source et ledit au moins un noeud destinataire, caractérisé en ce que le système comprend : - des moyens d'émission (302, 303) d'un signal de données par le réseau d'antenne vers ledit au moins un noeud destinataire à travers le réseau maillé,
15. 15 - des moyens de réception (333, 334), par ledit au moins un noeud destinataire, en provenance de différents chemins du réseau maillé, de plusieurs signaux qui sont issus du signal émis après qu'il ait été relayé par des noeuds relais du réseau suivant les différents chemins, - des moyens de configuration (308, 304) en boucle fermée du réseau 20 d'antenne en fonction des signaux reçus par ledit au moins un noeud destinataire suivant les différents chemins. 15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend, audit au moins un noeud destinataire des moyens d'obtention, à partir de chaque signal reçu par ce noeud suivant chacun des différents chemins, de 25 deux types d'informations, des informations d'un premier type (NUMi) étant représentatives, d'une part, du canal de communication entre ce noeud destinataire et ledit au moins un noeud relais ayant relayé le signal vers ledit noeud destinataire et, d'autre part, des données reçues via ce canal, et des informations d'un second type (DENi) étant représentatives de l'énergie reçue via le canal .
16. 16. Système selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transmission (331, 332), dudit au moins un noeud destinataire au noeud source, des deux types d'informations obtenues.
17. 17. Système selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que les moyens de la configuration du réseau d'antenne comprennent des moyens de calcul (308) d'un vecteur des coefficients d'antenne qui font intervenir la division de la somme des informations du premier type obtenues pour au moins plusieurs des canaux de communication établis sur les différents chemins par la somme des informations du second type obtenues pour chacun de ces mêmes canaux.
18. 18. Système selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce qu'il comprend, au noeud source, des moyens de vérification de la présence ou de l'absence d'un signal de retour provenant dudit au moins un noeud destinataire.
19. 19. Système selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que le réseau comprend plusieurs noeuds destinataires.
20. 20. Système selon l'une des revendications 14 à 19, caractérisé en ce que ledit au moins un noeud destinataire est également un noeud relais qui est susceptible de relayer le signal reçu vers un ou plusieurs autres noeuds du réseau maillé.
21. 21. Système selon l'une des revendications 14 à 20, caractérisé en ce 20 que le réseau de communication maillé comprend au moins un noeud relais de type DEF qui décode le signal reçu sous forme codée, le réencode et le transmet à un ou plusieurs autres noeuds du réseau.
22. 22. Système selon l'une des revendications 14 à 21, caractérisé en ce que le réseau de communication maillé comprend au moins un noeud relais de 25 type AF qui amplifie et transmet le signal reçu à un ou plusieurs autres noeuds du réseau.