Brevet FR3093392A1 — publié le 20200904

Description Titre de l'invention : MÉTHODE D'ACCÈS PAR LIAISON MULTIPLE À UN RÉSEAU Domaine technique [0001] La présente invention concerne essentiellement le domaine des réseaux MEC ( Mobile Edge Computing), plus particulièrement les réseaux cellulaires hétérogènes (HetNets) de la génération 4G, 5G et au-delà. Etat de la technique antérieure [0002] Le déport des calculs vers la périphérie du réseau, dénommé MEC (Mobile Edge Computing) est l'une des caractéristiques essentielles des futurs réseaux de télécommunication mobile 5G. Cette technique permet de fournir à un terminal mobile des capacités de calcul en nuages (Cloud Computing) au sein même du réseau d'accès ou RAN (Radio Access Network). Un réseau offrant cette possibilité de calcul déporté (réseau MEC) possède des points d'accès radio ou RAP (Radio Access Points) pouvant accéder rapidement, localement ou via le réseau de backhaul, à d'importantes ressources de calcul, de stockage et de cache. Ainsi, un terminal mobile pourra se décharger de l'exécution de certaines tâches (computation offloading) gourmandes en ressources de calcul, telles que celles intervenant dans des applications de réalité augmentée, de sécurité distribuée, etc. [0003] Toutefois, le déport de calculs vers le réseau MEC crée une charge considérable de trafic dans le réseau, notamment sur la voie montante, puisque le terminal doit alors transmettre les données à traiter au point d'accès auquel il est associé. En outre, un grand nombre d'applications, en particulier celles devant s'exécuter en temps réel, requièrent une faible latence de calcul (intervalle de temps séparant l'envoi des données et la réception du résultat de calcul par le terminal). Il en résulte des contraintes sévères, le plus souvent ponctuelles, sur le débit minimum à assurer sur la voie montante. [0004] Une autre caractéristique importante des réseaux 5G est leur caractère hétérogène. Un réseau hétérogène ou HetNet est composé de plusieurs niveaux (tiers) de cellules ayant différentes : macrocellules (macrocells) et petites cellules (small cens). Alors que les stations de base des macrocellules ou MBSs (Macrocell Base Stations) assurent une couverture continue aux utilisateurs comme dans un réseau cellulaire conventionnel, les stations de base des petites cellules ou SBSs (Sinan cell Base Stations) permettent d'offrir localement des débits élevés. Les stations de base SBSs offrent en outre un accès multi-technologie ou multi-RAT (multi-Radio Access Technology) au sens où un terminal mobile peut s'associer à une SBS soit dans une 2 bande conventionnelle sub-6GHz, (comme pour une MBS), soit dans la bande millimétrique. [0005] Pour augmenter son débit sur la voie montante et réduire la latence de calcul, un terminal mobile peut se connecter simultanément à plusieurs SBSs dans la bande millimétrique en formant des faisceaux dans plusieurs directions. Plus précisément, les paquets de données à transmettre sont divisés en sous-paquets qui sont transmis via des faisceaux distincts. Les différents sous-paquets sont ensuite concaténés par le réseau (par exemple l'une des stations SBS) avant d'être transmis au serveur de calcul. [0006] La Fig. 1 représente schématiquement une liaison multiple à un réseau MEC selon une méthode d'accès connue de l'état dc la technique. Le terminal mobile UE est doté d'une pluralité d'antennes en émission (réseau d'antennes d'un système MIMO) et génère une pluralité de faisceaux (ici B' B,) pointant dans des directions où se trouvent plusieurs points d'accès radio (ici, les stations de bases SBS, et SBS2). Les stations de base SBS, et SBS., sont ici reliées par le réseau de backhaul mais elles peuvent alternativement être reliées au moyen d'un réseau par sauts. Les sous-paquets transmis via les faisceaux B, et B2 sont concaténés par la station de base maîtresse SBS , et le paquet résultant est transmis via le réseau de backhaul à un serveur de calcul (ou dataccnter), DC. [0007] Une telle stratégie d'accès simultané à plusieurs stations SBSs d'un réseau MEC a été proposée dans l'article de S. Barbarossa et al. intitulé « Enabling effective mobile edge computing using millimeter wave links », Proc. of IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops), 21-25 mai 2017, pp. 1-6. La stratégie qui y est exposée vise à minimiser la puissance consommée par le terminal mobile tout en vérifiant une contrainte de latence de calcul. [0008] Toutefois, l'article susmentionné ne fournit qu'une approche statistique prenant en compte des probabilités de blocage des liaisons avec les différents points d'accès. Elle ne donne notamment pas de règle pratique permettant de sélectionner le nombre et l'identité des points d'accès pour établir une liaison multiple avec le réseau MEC, lorsqu'une contrainte de débit minimal doit être observée sur la voie montante. [0009] Le but de la présente invention est par conséquent de proposer une méthode d'accès à un réseau, notamment à un réseau MEC, permettant de sélectionner de manière pratique le nombre et l'identité des points d'accès avec lesquels un terminal mobile doit établir une liaison multiple, de sorte à minimiser sa puissance consommée tout en observant une contrainte de qualité de service libellée en termes de débit minimal sur la voie montante. Présentation de l'invention [0010] La présente invention est définie par une méthode d'accès d'un terminal d'utilisateur 3 à un réseau comprenant une pluralité de points d'accès, ledit terminal pouvant établir une liaison multiple sur la voie montante avec une pluralité N de tels points d'accès au moyen d'une même pluralité de canaux de transmission, dans laquelle, lorsque le terminal souhaite obtenir une qualité de service s'exprimant sous la forme d'un débit binaire minimal, R', , sur la voie montante, celui-ci : [0011] - obtient un indicateur de qualité de canal, a, pour chaque canal 1,, de transmission dc ladite pluralité, les canaux de transmission étant indexés par niveau de qualité décroissante à partir de leurs indicateurs de qualité respectifs ; [0012] - détermine un nombre optimal de canaux de transmission, pour transmettre ledit débit binaire minimal, ledit nombre optimal étant obtenu comme le plus petit entier N N vérifiant R IB 2R"'"g ---1 faute de quoi le débit Rmi' ne pourra être acheminé par ce canal (zone à la droite de R), conformément à la contrainte (3-3). [0046] De manière symétrique, si les indicateurs de qualité sont tels que a, > ci1 2Rn (zone au-dessus de la droite A2 et incluant cette dernière), autrement dit si 2R.Hn.B > I (zone comprise entre la droite A, et la bissectrice A) ou bien Q? > a2 > (zone comprise entre la droite A, et la bissectrice A) les deux canaux L, et L sont utilisés, la puissance de transmission sur le canal LI étant supérieure à celle du canal L, dans le premier cas et inférieure dans le second cas. Les indicateurs de qualité devront en outre vérifier "iR',,,M 11'2 2