Brevet FR2910753A1 — publié le 20080627

Procédés de gestion d'accès à un canal partagé dans un réseau de télécommunication sans fil. 1. Domaine de l'invention. La présente invention concerne le domaine des télécommunications sans fil et plus précisément l'accès au canal (ou MAC de l'anglais Medium Access Control ou contrôle d'accès au medium ). 2. Arrière-plan technologique. La norme IEEE 802.11 e permet d'améliorer la qualité de service dans la couche MAC. Elle spécifie notamment une fonction de coordination appelée fonction de coordination hybride (ou HCF de l'anglais hybrid coordination function ). La fonction HCF utilise une méthode d'accès basée sur une contention appelée EDCA (de l'anglais Enhanced Controlled Channel Access ou accès au canal contrôlé amélioré). La méthode EDCA fournit un accès différentié et distribué au médium sans fil qui comprend quatre catégories d'accès. Elle permet un support pour délivrer du trafic avec huit priorités d'utilisateur, différentes. Ainsi, les priorités sont définies dans un ordre croissant pour l'arrière plan, le meilleur effort, la vidéo et la voix. Un ensemble de paramètres est alloué à chaque catégorie d'EDCA. Un point d'accès (ou AP de l'anglais Access Point ) du réseau IEEE 802.11 transmet les paramètres devant être utilisées par toutes les stations dans une trame de gestion. Lorsque ces paramètres n'ont pas été indiqués dans le point d'accès, la station concernée utilise des paramètres par défaut. La norme permet aux AP d'utiliser un ensemble de paramètres EDCA différent de celui transmis aux stations. Ainsi, il peut avoir une plus grande priorité d'accès. En résumé, la norme IEEE 802.11 permet un accès au canal pour les stations clientes reposant sur des priorités basée sur le type de trafic Cette gestion des priorités présente l'inconvénient de ne pas être bien adaptée à certaines utilisations, notamment à la transmission de vidéos par certaines stations. 3. Résumé de l'invention. 2910753 2 L'invention a pour but de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de permettre un accès au canal par au moins une station sans fil à destination ou en 5 provenance de stations relais, avec une qualité de service mieux adaptée. A cet effet, l'invention propose un procédé de gestion d'accès à un canal partagé dans un réseau de télécommunication sans fil qui comprend au moins un point d'accès et une pluralité de stations clientes. Le procédé comprend une étape d'allocation d'une priorité à au moins une 10 station cliente prioritaire. Avantageusement, la priorité est indépendante du type de trafic. Selon une caractéristique particulière, le procédé comprend une étape de transmission d'au moins un paramètre de priorité par un point d'accès à au moins une station cliente, le ou les paramètres de priorité 15 définissant la priorité d'accès au canal partagé par la ou les stations clientes. Selon une caractéristique avantageuse, le procédé comprend une étape d'identification d'au moins une station cliente prioritaire. Spécifiquement, le procédé comprend une étape de réception 20 d'une demande de priorité associée, la demande étant transmise par une station cliente. Selon une caractéristique particulière, le procédé comprend une étape d'attribution d'une priorité d'accès au canal en fonction du type de trafic à chacune des stations clientes non prioritaires de la pluralité de 25 stations clientes. Dans ce cas, la priorité d'une station cliente prioritaire est avantageusement strictement supérieure à ladite priorité d'accès au canal au canal en fonction du type de trafic. Selon une caractéristique particulière, le réseau est du type IEEE 802.11. 30 L'invention concerne aussi, un procédé d'accès à un canal partagé dans un réseau de télécommunication sans fil qui comprend au moins un point d'accès et une pluralité de stations clientes. Afin d'optimiser la qualité de service, le procédé mis en oeuvre par au moins une station prioritaire, comprend une étape d'accès au canal en fonction d'une priorité 35 affectée à ladite station cliente prioritaire. 2910753 3 Avantageusement, il comprend une étape de réception d'une information représentative d'une priorité d'accès au canal, transmise à au moins une station cliente. Selon une autre caractéristique, il comprend une étape 5 d'attribution d'une priorité d'accès au canal. 4. Liste des figures. L'invention sera mieux comprise, et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la 10 description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 illustre un exemple d'architecture de réseau de communication avec des éléments mettant en oeuvre l'invention ; les figures 2 et 3 présentent schématiquement, respectivement un point d'accès et une station sans fil mobile appartenant au réseau 15 de la figure 1, selon un mode particulier de réalisation de l'invention ; les figures 4 et 5 présentent un procédé de gestion de priorité mis en oeuvre respectivement dans le point d'accès de la figure 2 et dans la station de la figure 3 ; et 20 la figure 6 illustre un exemple de communication entre différents éléments du réseau de la figure 1. 5. Description détaillée de l'invention. La figure 1 représente un réseau de communication sans fil 1, 25 par exemple un réseau local du type IEEE 802.11. Le réseau 1 comprend une ou plusieurs stations sans fil, fixes ou, avantageusement mobiles, et par exemple deux stations terminales (ou MT de l'anglais Mobile Terminal ) ou mobiles (ou MS de l'anglais Mobile Station ) ou encore stations clientes (ou SS de l'anglais Subscriber 30 Station ) 10 et 11. Il comprend également un point d'accès AP 10 permettant les communications sans à destination ou en provenance des stations 10 et 11 et éventuellement une interface vers un ou plusieurs autres réseaux filaires ou non. La figure 2 illustre schématiquement un point d'accès 2 du 35 réseau 1 correspondant au point d'accès 10. Le point d'accès 2 comprend, reliés entre eux par un bus 24 d'adresses et de données, transportant également un signal d'horloge : 2910753 4 - un microprocesseur 21 (ou CPU) ; - une mémoire non volatile de type ROM (de l'anglais Read Only Memory ) 22 ; - une mémoire vive ou RAM (de l'anglais Random Access 5 Memory ) 23 ; - un module 25 de transmission d'un signal sur le lien sans fil ; et - un module 26 de réception d'un signal sur le lien sans fil. Par ailleurs, chacun des éléments 21 à 26 est bien connu de 10 l'homme du métier. Ces éléments communs ne sont pas décrits ici. On observe que le mot registre utilisé dans la description des mémoires désigne dans chacune des mémoires mentionnées, aussi bien une zone de mémoire de faible capacité (quelques données binaires) qu'une zone mémoire de grande capacité (permettant de stocker un programme 15 entier ou tout ou partie des données représentatives d'un service audio/vidéo reçu). La mémoire ROM 22 comprend notamment un programme prog 220 . Les algorithmes mettant en oeuvre les étapes du procédé propre à 20 l'invention et décrit ci-après sont stockés dans la mémoire ROM 22 associée au point d'accès 2 mettant en oeuvre ces étapes. A la mise sous tension, le microprocesseur 21 charge et exécute les instructions de ces algorithmes. La mémoire vive 23 comprend notamment : - dans une registre 230, le programme de fonctionnement du 25 microprocesseur 21 chargé à la mise sous tension du point d'accès 2 ; des identifications de clients (par exemple les stations 11 et 12) dans un registre 231 ; - les priorités associées à chaque client dans un registre 232 ; 30 et - un ou plusieurs messages comprenant des données ou des PDU (de l'anglais Packet Data Unit ou unité de données paquet ) associés dans un registre 233. La figure 3 illustre schématiquement une station cliente 3 du 35 réseau 1 correspondant, par exemple, à l'une des stations 11 ou 12. La station cliente 3 comprend, reliés entre eux par un bus 34 d'adresses et de données, transportant également un signal d'horloge : 2910753 5 - un microprocesseur 31 (ou CPU) ; - une mémoire non volatile de type ROM (de l'anglais Read Only Memory ) 32 ; - une mémoire vive ou RAM (de l'anglais Random Access 5 Memory ) 33 ; - un module 35 de transmission d'un signal sur le lien sans fil ; et - un module 36 de réception d'un signal sur le lien sans fil. Par ailleurs, chacun des éléments 31 à 36 est bien connu de 10 l'homme du métier. Ces éléments communs ne sont pas décrits ici. La mémoire ROM 32 comprend notamment un programme prog 320 . Les algorithmes mettant en oeuvre les étapes du procédé propre à l'invention et décrit ci-après sont stockés dans la mémoire ROM 32 associée 15 à la station 3 mettant en oeuvre ces étapes. A la mise sous tension, le microprocesseur 31 charge et exécute les instructions de ces algorithmes. La mémoire vive 33 comprend notamment : - dans une registre 330, le programme de fonctionnement du microprocesseur 31 chargé à la mise sous tension de la 20 station 3 ; son identification en tant que client dans un registre 331 (qui correspond à la valeur qui lui est associée dans le registre 231 du point d'accès) ; - sa priorité dans un registre 332 ; et 25 - un ou plusieurs messages comprenant des données ou des PDU associés dans un registre 333. Selon certains modes de réalisation de l'invention, la partie associée à la gestion d'accès au canal dans le point d'accès 2 ou la station cliente 3 est un bloc électronique comprenant un ou plusieurs composants 30 discrets (par exemple du type ASIC ou composant programmables) ou inséré totalement ou en partie dans un composant comprenant d'autres fonctions (par exemple ASIC comprenant les mémoires 22 et/ou 23 (respectivement 32 et/ou 33) et/ou le CPU 21 (respectivement 31) pour le point d'accès 2 (respectivement la station cliente 3)). Selon d'autres modes 35 de réalisation de l'invention, la partie associée à la gestion d'accès au canal est mise en oeuvre totalement ou partiellement sous forme informatique (par exemple, par un processeur de traitement de signal). 2910753 6 La figure 4 présente un procédé de gestion de priorité mis en oeuvre dans le point d'accès 2. Au cours d'une étape d'initialisation 40, le point d'accès 2 (et plus précisément le microprocesseur 21) initialise ses différents composants et 5 variables. Au cours de cette étape, il peut notamment identifier chacune des stations clientes (par exemple avec leur adresses MAC et IP) et leur affecter une priorité d'accès par défaut (par exemple une priorité basse ou une priorité par type de trafic). L'identification peut être statique (un point d'accès est configuré par défaut pour fonctionner avec des stations clientes 10 prédéfinies) ou dynamique après une procédure de découverte (via, par exemple, une fonction UPnP (de l'anglais Universal Plug and Play ou branchement et jeu universels en français). Puis, le point d'accès effectue une allocation d'une priorité à au moins une station cliente prioritaire. Au cours d'une étape 41, au moins une 15 station cliente est identifiée comme client prioritaire. Le CPU 21 met alors à jour une priorité forte associée à ce client (ou ces stations clientes) dans le registre 231. L'identification d'un client prioritaire peut se faire selon une méthode quelconque, telle que, par exemple : - la réception d'un message spécifique en provenance de ce 20 client prioritaire, ce message indiquant que la station cliente demande elle-même une priorité d'accès forte ; une identification de station cliente prioritaire en fonction de son type (communiqué par exemple lors de l'accession au réseau (par exemple via un message de découverte selon un 25 protocole UPnP, ou via l'adresse MAC comprenant une plage d'adresses ou un champ spécifique à un type de station)), une station cliente de type serveur étant avantageusement plus prioritaire qu'une station cliente de type terminal (par exemple Set Top Box) ; et/ou 30 - une interface avec un utilisateur du point d'accès 2. Avantageusement, la priorité affectée à une station cliente prioritaire est supérieure aux priorités par défaut, notamment aux priorités définies selon le type de trafic. La priorité du point d'accès est selon différentes variantes soit supérieure à la priorité affectée à une station 35 cliente prioritaire soit inférieure à cette priorité. Selon une variante de l'invention, plusieurs niveaux de priorités sont définies pour les stations identifiées comme prioritaire. Ainsi, la priorité 2910753 7 peut se faire en fonction des caractéristiques des stations prioritaires, par exemple un téléphone dédié aux urgences aura une priorité supérieure à celle des autres téléphones et a fortiori à celles de stations clientes d'un autre type. Selon une variante, des niveaux de priorité sont différenciés en 5 fonction de paramètres quelconques : par exemple, pour les utilisateurs d'un point d'accès payant (en anglais hot spot ), le point d'accès affecte une priorité aux stations clientes en fonction du coût de souscription. Ensuite, au cours d'une étape 42, le point d'accès 2 construit et émet un message indiquant une priorité d'accès au canal vers la station 10 cliente identifiée comme prioritaire. Ce message comprend notamment l'adresse MAC de la station cliente et la priorité qui lui est affectée. Selon une variante, si la station cliente a émis une requête, un message comprenant une simple réponse du type requête acceptée peut être transmise à la station cliente. D'une manière générale, le message indiquant 15 la priorité d'accès au canal peut être de différent type. Par exemple, en s'appuyant sur la norme IEEE802.11 e (tel que définie dans le document IEEE 802.11e-2005), il peut être du type réponse d'association (ou association response ), réponse de ré-association (ou reassociation response ) ou réponse à requête de présence (ou probe response ), 20 un paramètre indiquant une station prioritaire (et éventuellement un niveau de priorité) étant inséré dans ce message. Selon l'invention, le message peut être défini de manière spécifique. Le message peut être transmis à tout moment, et, en particulier, en dehors des procédures d'association ou de reassociation. 25 La figure 5 présente un procédé de gestion de priorité mis en oeuvre dans la station cliente 3. Au cours d'une étape d'initialisation 50, la station cliente 3 (et plus précisément le microprocesseur 31) initialise ses différents composants et variables. Au cours de cette étape, il peut notamment s'identifier et indiquer 30 sa présence auprès du point d'accès 3. Puis, au cours d'une étape 51, la station 3 s'octroie une priorité d'accès par défaut et la mémorise dans le registre 332. Il peut s'agir d'une priorité fixe basse ou d'une priorité qui est fonction du ou des types de trafic transmis par la station 3. 35 Ensuite, au cours d'une étape 52, la station 3 construit et transmet une requête pour obtenir une priorité forte au (ou aux) point(s) d'accès dont elle dépend. Selon une variante de réalisation, et selon la 2910753 8 manière dont les priorités d'accès au canal sont attribuées par le ou les points d'accès, l'étape 52 est omise. Puis, au cours d'une étape 53, la station cliente 3 reçoit un message d'un point d'accès lui indiquant une priorité d'accès spécifique. 5 Au cours d'une étape 54, la station cliente met à jour le registre 332 en fonction de la priorité indiquée dans le message reçu lors de l'étape 53. Si la station cliente reçoit ultérieurement un message diffusé attribuant des priorités selon EDCA, ce message n'est pas pris en compte par la station cliente prioritaire (sauf message explicite demandant à la station 10 cliente prioritaire ou à un ensemble de stations prioritaires de modifier ses paramètres de priorité). Ensuite, lorsqu'un message est à transmettre à un point d'accès, au cours d'une étape 55, la station cliente 3 accède au canal selon un mécanisme à contention en tenant compte de la priorité qui lui a été 15 affectée. L'étape 55 est réitérée à chaque fois qu'un message est à transmettre. Ainsi, l'étape 55 est une étape d'accès au canal en fonction d'une priorité affectée à la station cliente prioritaire 3. L'étape 52 peut également être réitérée à tout moment (par exemple, en fonction d'un paramètre mis à jour par un élément du réseau, 20 un utilisateur ou une application). La station cliente 3 est à l'écoute des données transmises par le ou les points d'accès qui lui sont associés. Aussi, l'étape 53 peut également être réitérée à tout moment. La figure 6 illustre un exemple de communication entre le point 25 d'accès 10 et deux stations clientes 11 et 12 (ces éléments sont représentés par des traits verticaux ; des actions, évènements et/ou transmissions successifs sont illustrés chronologiquement). Après la transmission d'une requête de priorité 60 associée à la station cliente 11 vers le point d'accès 10, ce dernier répond à la station 30 cliente 11 par une trame 61 comprenant la priorité affectée à cette station. Selon une variante de réalisation, la requête 60 est omise et un évènement spécifique permet l'émission de la trame 61. Après décodage de la trame reçue 61, la station 11 met à jour le registre 332 au cours de l'étape 54 illustrée précédemment. 35 Puis, à titre illustratif, les stations 11 et 12 construisent respectivement des messages msgl et msg2 au cours d'étapes respectivement 62 et 63. 2910753 9 Ensuite, les stations 11 et 12 essaient de transmettre ces messages au point d'accès 10. Elles entrent donc dans une période de contention 64 pour accéder au canal. On suppose que la priorité (priol) d'accès au canal, de la station 11 est strictement supérieure à celle (prio2) 5 de la station 2 (par exemple priorité par défaut ou priorité affectée par le point d'accès). Aussi, la station 11 a plus grande probabilité de pouvoir accéder au canal que la station 12 lors de la contention 14. On suppose à titre illustratif que la station 11 accède effectivement au canal à l'issue de la contention 14 et transmet un message 65 (correspondant à msgl) au point 10 d'accès 10. A l'issue d'une nouvelle contention 66 au cours de laquelle seule la station 12 essaie d'accéder au canal, cette dernière transmet à son tour un message 67 (correspondant à msg2). Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits précédemment. 15 En particulier, l'architecture des points d'accès et des stations clientes peut être différentes de celles illustrées en figures respectivement 2 et 3, dans la fonction respective et/ou la forme des éléments (les fonctions des éléments électroniques peuvent notamment être regroupées dans un nombre restreint de composants ou, au contraire, éclatés dans plusieurs 20 composants) et leur agencement. En outre, l'invention ne se limite pas aux transmissions sans fil sur des réseaux du type IEEE 802.11 mais concerne tous les réseaux sans fil locaux (c'est-à-dire couvrant quelques mètres) ou couvrant une large zone (jusqu'à plusieurs kilomètres (par exemple sur des réseaux de type 25 IEEE802.16)). L'invention est avantageusement mise en oeuvre dans des réseaux transportant de la vidéo, en particulier lorsque les stations clientes transmettent des séquences vidéo vers différents terminaux. L'invention peut également s'appliquer à d'autres applications (par exemple, à la 30 transmission de données quelconques (données informatiques, données audio, voix,...). Une forte priorité est avantageusement attribuée à un serveur. Elle peut également être attribuée à d'autres types de stations clientes (par exemple, source audio et/ou vidéo (caméra, micro, téléphone,...), sources de 35 données informatiques (capteurs, calculateurs, ...). 2910753 10 L'invention s'applique aussi bien à un réseau comprenant un seul point d'accès qu'à un réseau comprenant deux points d'accès ou une plus grande quantité (par exemple, 3, 4, .. 10, ...). Selon l'invention, un seul niveau de haute priorité peut être 5 attribué. Selon des variantes, plusieurs niveaux de priorité peuvent être attribués ; ainsi, des stations clientes peuvent avoir des niveaux de priorités distinctes. En outre, pour un même niveau de priorité attribué à un ensemble de stations clientes, des sous-niveaux peuvent être attribués suivant différents critères (par exemple, type de trafic, type de terminal, débit 10 souhaité,...). Selon une variante de l'invention, une station cliente prioritaire s'attribue elle-même une priorité d'accès au canal, avantageusement indépendamment du type de trafic. Dans ce cas, selon différentes mises en oeuvre, elle peut informer ou non le point d'accès. REVENDICATIONS 1. Procédé de gestion d'accès à un canal partagé dans un réseau de télécommunication sans fil (1) qui comprend au moins un point d'accès et une pluralité de stations clientes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'allocation (41) d'une priorité à au moins une station cliente prioritaire. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la priorité est indépendante du type de trafic. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de transmission (42) d'au moins un paramètre de priorité par un point d'accès à au moins une station cliente, le ou les paramètres de priorité définissant la priorité d'accès au canal partagé par ladite au moins une station cliente. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'identification (41) d'au moins une station cliente prioritaire. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réception d'une demande de priorité associée, la demande étant transmise par une station cliente. 25 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il comprend une étape d'attribution d'une priorité d'accès au canal en fonction du type de trafic à chacune des stations clientes non prioritaires de ladite pluralité. 30 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé la priorité d'une station cliente prioritaire est strictement supérieure à ladite priorité d'accès au canal au canal en fonction du type de trafic. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé 35 en ce que ledit réseau est du type IEEE 802.11. 2910753 12 9. Procédé d'accès à un canal partagé dans un réseau de télécommunication sans fil qui comprend au moins un point d'accès et une pluralité de stations clientes, caractérisé en ce que le procédé étant mis en oeuvre par au moins une station prioritaire, il comprend une étape d'accès 5 au canal (55) en fonction d'une priorité affectée à ladite station cliente prioritaire. 10. Procédé d'accès selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de réception (53) d'une information représentative 10 d'une priorité d'accès au canal, transmise à au moins une station cliente. 11. Procédé d'accès selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'attribution d'une priorité d'accès au canal. 15