Brevet FR3124619A1 — publié le 20221230

La présente invention concerne une méthode de calcul en périphérie de réseau (MEC) comprenant une phase d’apprentissage (I) et une phase opérationnelle (II). Lors de la phase d’apprentissage, des requêtes de tâches calculatoires sont transmises par les terminaux mobiles à un hôte en périphérie de réseau (MEH). Les données d’entrée de tâches calculatoires sélectionnées sont modélisées par des modèles génératifs (430) et les paramètres de ces modèles sont stockés en périphérie de réseau. Lors de la phase opérationnelle, lorsqu’une requête de tâche calculatoire est transmise par un terminal mobile (UE), le MEH vérifie (440) si les données d’entrée de tâche calculatoire sont modélisées et, dans l’affirmative, vérifie (450) si le résultat de la tâche est déjà disponible dans la mémoire cache. Si le résultat n’est pas disponible, des données d’entrée de synthèse sont générées par le modèle génératif associé et le résultat de la tâche est calculé sur la base de ces données (460). Dans tous les cas, le résultat de la tâche est transmis par le MEH à l’UE (470). Fig. 4 MÉTHODE DE CALCUL EN PÉRIPHÉRIE DE RÉSEAU UTILISANT UN MODÈLE GÉNÉRATIF DE DONNÉES La présente invention concerne le domaine du calcul en périphérie de réseau ou MEC ( Mobile Edge Computing ), également connu sous le nom de calcul en périphérie multi-accès ( Multi-Access Edge Computing ), en particulier pour les réseaux de petites cellules tels que les réseaux 5G. Etat de la technique antérieure Avec le déploiement de la technologie 5G et ses futurs développements ( Beyond 5G ), les terminaux mobiles ou UEs ( User Equipment ) font appel à des ressources de calcul de plus en plus importantes et nécessitent des temps de latence de plus en plus courts tout en requérant une faible consommation d’énergie. En outre, le développement de nouvelles applications, notamment dans le domaine de l’apprentissage automatique et, plus généralement, dans le domaine de l’intelligence artificielle suppose de pouvoir disposer de grandes capacités de traitement et de tailles de mémoire importantes. Afin de pouvoir faire face à ces nouvelles demandes, les tâches consommatrices de ressources de calcul et/ou en énergie peuvent être déportées sur le cloud, au détriment cependant du temps de latence, en raison de la difficulté à contrôler les délais de bout en bout dans un réseau WAN. Pour réduire ces délais et les besoins de communication entre l’utilisateur et le cloud, il a été proposé de déplacer les ressources de calcul disponibles dans le cloud vers la périphérie du réseau. Cette solution, connue dans l’état de la technique sous l’acronyme MEC ( Mobile Edge Computing ou Multi-access Edge Computing ) consiste à prévoir en périphérie du réseau, à proximité des stations de base, des serveurs possédant des ressources de calcul disponibles suffisantes et des caches mémoire pour éviter la répétition des calculs les plus fréquents. Les réseaux équipés de telles ressources en périphérie sont dénommés réseaux MEC. Cette tendance visant à rapprocher les ressources de calcul du cloud vers les utilisateurs (UEs) est à mettre en parallèle avec celle visant à rapprocher les points d’accès radio vers ces mêmes utilisateurs dans un réseau hétérogène (HeNB). Ainsi, dans un réseau hétérogène constitué de macro-cellules ( macro-cells ) et de petites cellules, quelle que soit leur dénomination ( small cells , femto-cells , pico-cells ), les petites cellules servant les utilisateurs ou SSCs ( Serving Small Cells ) peuvent être équipées d’unités de calcul et de mémoires cache de manière à servir les requêtes des UEs et exécuter des tâches qui leur sont demandées. Les macro-cellules coexistent avec les petites cellules et fournissent aux UEs une couverture de plus longue portée. Etant donné que différents UEs peuvent transmettre de manière répétitive l’exécution d’une même tâche à une SSC, il a été proposé dans la demande FR-A-3045859 de stocker les résultats de calcul d’une telle tâche dans une mémoire cache hébergée par un serveur MEH ( Mobile Edge Host ) associé à la SSC en question. Les serveurs MEH de cellules voisines peuvent être fédérés en grappes (clusters) de manière à pouvoir mettre en commun des résultats de calcul de différentes tâches. Lorsque le résultat du calcul d’une tâche requise par le terminal est déjà présent dans la mémoire cache du MEH (voire de la grappe de MEH), celui-ci est simplement téléchargé et le calcul n’est pas effectué à nouveau. Les avantages découlant de la mise en cache de résultats de calcul sont multiples : celle-ci permet en effet une réduction drastique du temps de calcul et de la consommation d’énergie tant du côté du terminal mobile (UE) que de la station de base (SSC), une réduction du trafic de données sur la voie montante ainsi qu’un allègement de la charge de travail de la station de base. Toutefois, cette mise en cache présente plusieurs limitations. Tout d’abord, elle suppose que le calcul ait été précédemment effectué sur la base des mêmes arguments, autrement dit que les données d’entrée de la tâche soient identiques. Or, bien souvent, même si une tâche est souvent répétée (tâche dite de popularité élevée), celle-ci est effectuée sur des données différentes. En outre, certains utilisateurs pouvant de pas accepter le stockage de données confidentielles ou les contraintes réglementaires l’interdisant, les données d’entrée peuvent être partiellement voire totalement lacunaires, ce qui rend la mise en cache inopérante. L’objet de la présente invention est par conséquent de proposer une méthode de calcul en périphérie de réseau qui ne présente pas les inconvénients précités et notamment qui s’accommode d’une mise en cache de résultats de calcul en dépit de données d’entrée lacunaires transmises par les terminaux mobiles. Présentation de l’invention La présente invention est définie par une méthode de calcul en périphérie de réseau (MEC) comprenant une phase d’apprentissage (I) et une phase opérationnelle (II), dans laquelle, lors de la phase d’apprentissage : a) des requêtes de tâches calculatoires sont transmises par les terminaux mobiles à un hôte en périphérie de réseau, dit MEH ; b) des modèles génératifs de données d’entrée sont entraînés sur la base de données d’entrée fournies par des requêtes sélectionnées et les paramètres de ces modèles génératifs sont stockés en périphérie de réseau ; et lors de la phase opérationnelle : c) lorsqu’un terminal mobile transmet une requête de tâche calculatoire au dit MEH, ce dernier vérifie si les données d’entrée de cette tâche calculatoire sont déjà modélisées par un modèle génératif et, d) dans l’affirmative, le MEH vérifie si un résultat de la tâche calculatoire sur la base desdites données d’entrée est déjà disponible dans une mémoire cache, ledit résultat étant alors lu dans cette mémoire par le MEH ; e) dans la négative, le MEH génère des données de synthèse à l’aide du modèle génératif associé à la tâche calculatoire et calcule un résultat sur la base desdites données de synthèse ; f) dans les deux cas, le MEH transmet ledit résultat au terminal mobile . Avantageusement, à l’étape (a) le terminal mobile détermine si les requêtes de tâches calculatoires sont délégables ou non, seules les requête délégables étant transmises au MEH et les autres étant effectuées par le terminal mobile lui-même. A l’étape (b), le MEH attribue aux requêtes de tâches calculatoires des degrés de priorité selon une stratégie de priorisation, les requêtes étant ensuite sélectionnées sur la base des degrés de priorité qui leur ont été respectivement attribués. Un degré de priorité peut être ensuite attribué à une requête de tache calculatoire en fonction d’un degré de popularité de cette tâche dans la cellule (SSC) où se trouve le terminal mobile ayant transmis la requête. Avantageusement, le degré de popularité d’une requête de tâche calculatoire est obtenu à partir d’une matrice de popularité, ladite matrice de popularité étant constitué d’éléments, chaque élément étant relatif à une tâche calculatoire parmi une pluralité de tâches et à une cellule parmi une pluralité de cellules voisines. Le degré de priorité d’une requête de tâche calculatoire est choisi proportionnel au degré de popularité de cette tâche calculatoire ainsi qu’à la taille d’un vecteur représentant les données d’entrée de cette tâche. Alternativement, le degré de priorité d’une requête de tâche calculatoire est choisi proportionnel au degré de popularité de cette tâche calculatoire, à la taille d’un vecteur représentant les données d’entrée de cette tâche et inversement proportionnel à la taille du résultat du calcul de cette tâche. Alternativement, le degré de priorité d’une requête de tâche calculatoire est choisi proportionnel au degré de popularité de cette tâche calculatoire, à la taille d’un vecteur représentant les données d’entrée de cette tâche et inversement proportionnel à la taille du modèle génératif associé à cette tâche. Alternativement, le degré de priorité d’une requête de tâche calculatoire est choisi proportionnel au degré de popularité de cette tâche calculatoire ainsi qu’à la taille d’un vecteur représentant les données d’entrée de cette tâche, et inversement proportionnel à la taille du modèle génératif ainsi qu’à la taille du résultat de calcul de cette tâche. Avantageusement, les MEHs d’une pluralité de cellules voisines partagent une mémoire dans lesquels sont stockés les paramètres des modèles génératifs et/ou les résultats des calculs de tâches calculatoires à partir des données de synthèse générées par ces modèles génératifs. Lesdits modèles génératifs peuvent être des réseaux de neurones antagonistes (GAN) ou des auto-encodeurs variationnels (VAE). Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture d’un mode de réalisation préférentiel de l’invention, décrit en référence aux figures jointes parmi lesquelles : représente de manière schématique un premier exemple de modèle génératif permettant de modéliser une distribution de données d’entrée d’une tâche calculatoire ; représente de manière schématique un second exemple de modèle génératif permettant de modéliser une distribution de données d’entrée d’une tâche calculatoire ; représente de manière schématique un système permettant de mettre en œuvre une méthode de calcul par mise en cache de résultats d’une tâche calculatoire, selon un mode de réalisation de l’invention ; représente de manière schématique l’organigramme d’une méthode de calcul par mise en cache de résultats d’une tâche calculatoire en périphérie de réseau MEC, selon un mode de réalisation de l’invention ; représente de manière schématique un exemple de réalisation de la sélection de requêtes des tâches calculatoires dont les données d’entrée sont à modéliser. Méthode de calcul en périphérie de réseau (MEC) comprenant une phase d’apprentissage (I) et une phase opérationnelle (II), dans laquelle, lors de la phase d’apprentissage : (a) des requêtes de tâches calculatoires sont transmises par les terminaux mobiles à un hôte en périphérie de réseau, dit MEH ; (b) des modèles génératifs de données d’entrée sont entraînés sur la base de données d’entrée fournies par des requêtes sélectionnées (410, 420) et les paramètres de ces modèles génératifs sont stockés en périphérie de réseau ; et lors de la phase opérationnelle : (c) lorsqu’un terminal mobile transmet une requête de tâche calculatoire au dit MEH, ce dernier vérifie (440) si les données d’entrée de cette tâche calculatoire sont déjà modélisées par un modèle génératif et, (d) dans l’affirmative, le MEH vérifie (450) si un résultat de la tâche calculatoire sur la base desdites données d’entrée est déjà disponible dans une mémoire cache, ledit résultat étant alors lu dans cette mémoire par le MEH ; (e) dans la négative, le MEH génère des données de synthèse à l’aide du modèle génératif associé à la tâche calculatoire et calcule (460) un résultat sur la base desdites données de synthèse ; (f) dans les deux cas, le MEH transmet (470) ledit résultat au terminal mobile . Méthode de calcul en périphérie de réseau selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’à l’étape (a) le terminal mobile détermine si les requêtes de tâches calculatoires sont délégables ou non, seules les requête délégables étant transmises au MEH et les autres étant effectuées par le terminal mobile lui-même. Méthode de calcul en périphérie de réseau selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’à l’étape (b), le MEH attribue aux requêtes de tâches calculatoires des degrés de priorité selon une stratégie de priorisation, les requêtes étant ensuite sélectionnées sur la base des degrés de priorité qui leur ont été respectivement attribués. Méthode de calcul en périphérie de réseau selon la revendication 3, caractérisée en ce qu’un degré de priorité est attribué à une requête de tache calculatoire en fonction d’un degré de popularité de cette tâche dans la cellule (SSC) où se trouve le terminal mobile ayant transmis la requête. Méthode de calcul en périphérie de réseau selon la revendication 4, caractérisée en ce que le degré de popularité d’une requête de tâche calculatoire est obtenu à partir d’une matrice de popularité, ladite matrice de popularité étant constitué d’éléments, chaque élément étant relatif à une tâche calculatoire parmi une pluralité de tâches et à une cellule parmi une pluralité de cellules voisines. Méthode de calcul en périphérie de réseau selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le degré de priorité d’une requête de tâche calculatoire est choisi proportionnel au degré de popularité de cette tâche calculatoire ainsi qu’à la taille d’un vecteur représentant les données d’entrée de cette tâche. Méthode de calcul en périphérie de réseau selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le degré de priorité d’une requête de tâche calculatoire est choisi proportionnel au degré de popularité de cette tâche calculatoire, à la taille d’un vecteur représentant les données d’entrée de cette tâche et inversement proportionnel à la taille du résultat du calcul de cette tâche. Méthode de calcul en périphérie de réseau selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le degré de priorité d’une requête de tâche calculatoire est choisi proportionnel au degré de popularité de cette tâche calculatoire, à la taille d’un vecteur représentant les données d’entrée de cette tâche et inversement proportionnel à la taille du modèle génératif associé à cette tâche. Méthode de calcul en périphérie de réseau selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le degré de priorité d’une requête de tâche calculatoire est choisi proportionnel au degré de popularité de cette tâche calculatoire ainsi qu’à la taille d’un vecteur représentant les données d’entrée de cette tâche, et inversement proportionnel à la taille du modèle génératif ainsi qu’à la taille du résultat de calcul de cette tâche. Méthode de calcul en périphérie de réseau selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en que les MEHs d’une pluralité de cellules voisines partagent une mémoire dans lesquels sont stockés les paramètres des modèles génératifs et/ou les résultats des calculs de tâches calculatoires à partir des données de synthèse générées par ces modèles génératifs. Méthode de calcul en périphérie de réseau selon l’une des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdits modèles génératifs sont des réseaux de neurones antagonistes (GAN) ou des auto-encodeurs variationnels (VAE).