WO2021123578A1 - Method for determining messages, associated determination device - Google Patents

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WO2021123578A1
WO2021123578A1 PCT/FR2020/052376 FR2020052376W WO2021123578A1 WO 2021123578 A1 WO2021123578 A1 WO 2021123578A1 FR 2020052376 W FR2020052376 W FR 2020052376W WO 2021123578 A1 WO2021123578 A1 WO 2021123578A1
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WO
WIPO (PCT)
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matrix
messages
mod
receiving devices
determination
Prior art date
Application number
PCT/FR2020/052376
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French (fr)
Inventor
Zheng Li
Thierry Clessienne
Original Assignee
Orange
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0695—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using beam selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems

Definitions

  • the present invention belongs to the general field of telecommunications, and in particular wireless communications implemented on radio type networks such as mobile networks (eg 3G, 4G, 5G, etc.), WiFI, etc.
  • radio type networks such as mobile networks (eg 3G, 4G, 5G, etc.), WiFI, etc.
  • the invention finds a particularly advantageous application, although in no way limiting, in the case of transmitter and receiver devices belonging to a communication system of the MIMO type (acronym of the English expression “Multiple Input Multiple Output”) deployed for a communication system. 5G mobile network type communication network.
  • this beam generation technology is accompanied by a method of precoding the messages to be transmitted, to make it possible to achieve, at least in a manner theoretically, any point in the broadcast channel capacitance region separating the sending device from the receiving devices.
  • capacity region of the broadcast channel reference is conventionally made here to all the bit rates that can be achieved simultaneously on said broadcast channel, it being understood that the term “bit rate” corresponds id to the bit rate of an exchanged message. between the sending device and the receiving devices via the broadcast channel.
  • the method of precoding with adjacent information is known (also known as “dirty paper coding” in the Anglo-Saxon literature).
  • the latter although optimal with regard to the exploitation of the capacity region of the broadcasting channel, nevertheless remains very complex to implement due to its non-linear nature. What is more, it does not make it possible to guarantee the satisfaction of other performance criteria, such as for example the minimization of a binary error rate known as “BER” (acronym of the English expression “Bit Error Rate ”), minimization of a packet error rate called“ BLER ”(acronym of the English expression“ Block Error Rate ”), minimization of coding / decoding complexity, optimization of robustness errors in estimation of the broadcast channel, etc.
  • linear precoding methods are preferred, and widely used today.
  • these linear precoding methods require, in order to make the best use of the capacity of the broadcast channel, to be coupled with specific methods for allocating radio resources.
  • a flow division scheme (“Rate-Splitting” in the English literature) is known in particular.
  • MMSE precoder an MMSE precoder (acronym for the English expression “Minimum Mean Square Error”), of allowing transmission. simultaneous messages in the form of data streams while aiming to minimize interference on the receiving device side.
  • said communication system is a multi-antenna or MIMO system comprising:
  • D_TX transmitter device corresponding to a base station equipped with three antennas TX_1, TX_2, TX_3 transmission;
  • each receiving device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comprising a receiving antenna RX_1, RX_2, RX_3.
  • the transmitter device D_TX is separate from the receiver devices D_RX_1, D_RX_2,
  • D_RX_3 by a given broadcast channel written in the form of a complex matrix H of which the number of rows (respectively number of columns) is equal to the number of receiving antennas (respectively of transmitting antennas) considered.
  • the H channel matrix is of size 3 x 3 (three rows, three columns).
  • the broadcast channel H allows the transmitter device D_TX to transmit data streams to the receiver devices D_RX_1, D_RX_2.
  • the communications established between the transmitting devices D_TX and receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, via the broadcast channel H are supported by a 5G type mobile communication network.
  • each of these messages is formed of a sequence of bits.
  • the D_TX transmitter device comprises a MOD_SC separation / combination module configured, in particular, to separate, according to a flow division diagram, each of the three messages M1, M2 and M3 into a plurality of sub-posts. More particularly, said separation / combination module MOD_SC separates the message M1 into four sub-messages M1_1, Ml_12, Ml_13, Ml_123.
  • the sub-message M1_1 is a message considered to be private, in the sense that it is intended to be decoded only by the receiving device D_RX_1.
  • the other sub-messages Ml_12, Ml_13, Ml_123 are messages considered to be public, in the sense that they are each intended to be decoded by a plurality of receiving devices. So :
  • the message Ml_12 (respectively Ml_13) is intended to be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D_RX_2 (respectively D_RX_1 and D_RX_3);
  • the message M1_123 is intended to be decoded by the devices D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3.
  • said MOD_SC separation / combination module separates the message M2 into four sub-messages M2_2, M2_12, M2_23, M2_123.
  • the M2_2 sub-message is private, and intended to be decoded only by the receiving device D_RX_2. Otherwise :
  • the message M2_12 (respectively M2_23) is public and intended to be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D_RX_2 (respectively D_RX_2 and D_RX_3);
  • the M2_123 message is public and intended to be decoded by the D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3 devices.
  • said MOD_SC separation / combination module separates the message M3 into four sub-messages M3_3, M3_13, M3_23, M3_123.
  • the M3_3 sub-message is private, and intended to be decoded only by the receiving device D_RX_3. Otherwise :
  • the message M3_13 (respectively M3_23) is public and intended to be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D_RX_3 (respectively D_RX_2 and D_RX_3);
  • the M3_123 message is public and intended to be decoded by the D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3 devices.
  • the MOD_SC separation / combination module is also configured to combine the sub-messages generated from the messages M1, M2 and M3. The purpose of this combination is to concatenate between them messages intended to be decoded by the same receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. So :
  • the messages M1_1, M2_2 and M3_3 are also noted respectively M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ and M_ ⁇ 3 ⁇ . Consequently, at the output of the MOD_SC separation / combination module, we get the messages M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 3 ⁇ , M_ ⁇ 12 ⁇ , M_ ⁇ 13 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ , M_ ⁇ 123 ⁇ .
  • these messages can be related to the non-empty parts of the set E_3 of integers between 1 and 3.
  • P_1, P_2, P_3, P_4, P_5, P_6 and P_7 the nonempty parts of the set E_3 respectively equal to ⁇ 1 ⁇ , ⁇ 2 ⁇ , ⁇ 3 ⁇ , ⁇ 1,2 ⁇ , ⁇ 1,3 ⁇ , ⁇ 2,3 ⁇ , ⁇ 1,2,3 ⁇
  • M_ ⁇ 1 ⁇ is linked to P_1
  • M_ ⁇ 2 ⁇ is linked to P_2
  • M_ ⁇ 3 ⁇ is linked to P_3
  • M_ ⁇ 12 ⁇ is linked to P_4
  • M_ ⁇ 13 ⁇ is linked to P_5,
  • M_ ⁇ 23 ⁇ is linked to P_6, M_ ⁇ 123 ⁇ is linked to P_7.
  • the MOD_SC separation / combination module relies on the knowledge of the set E_3 to generate, ultimately, the messages M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 3 ⁇ , M_ ⁇ 12 ⁇ , M_ ⁇ 13 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ , M_ ⁇ 123 ⁇ .
  • the D_TX transmitter device also includes a MOD_MOD modulation module configured to modulate each of the messages generated by the MOD_SC separation / combination module in the form of a data stream.
  • a MOD_MOD modulation module configured to modulate each of the messages generated by the MOD_SC separation / combination module in the form of a data stream.
  • the MOD_MOD modulation module may include two modulation sub-modules, namely a first sub-module configured to modulate only private messages (M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 3 ⁇ ), as well as another submodule configured to modulate only public messages (M_ ⁇ 12 ⁇ , M_ ⁇ 13 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ , M_ ⁇ 123 ⁇ ).
  • the transmitter device D_TX also includes a MOD_PC precoder module configured to precode, according to a determined precoder, such as for example an MMSE precoder, the streams generated by the MOD_MOD modulation module.
  • the MOD_PC precoder module generates a signal for each of the data streams. The generation of said signals is carried out conventionally by multiplying a precoding matrix by a vector containing the data streams generated by the modulation module MOD_MOD.
  • the signal associated with the data stream S_ ⁇ 1 ⁇ is denoted X_ ⁇ 1 ⁇
  • ... the signal associated with the data stream S_ ⁇ 123 ⁇ is denoted X_ ⁇ 123 ⁇ .
  • the signals thus generated by the MOD_PC precoder module are transmitted to the transmitting antennas TX_1, TX_2, TX_3 which transmit them simultaneously to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, so that a resulting signal, corresponding to the sum of the signals emitted by the transmitting antennas to which is also added a transmission noise (such as for example a Gaussian white noise), is transmitted, via the broadcast channel H, to the receiving antennas RX_1, RX_2 , RX_3.
  • a transmission noise such as for example a Gaussian white noise
  • Each receiver device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comprises for its part a MOD_DEC decoding module configured to decode (ie reverse operation of precoding) only the signals associated with the messages intended for it, and thus generate data streams associated with said decoded signals.
  • a MOD_DEC decoding module configured to decode (ie reverse operation of precoding) only the signals associated with the messages intended for it, and thus generate data streams associated with said decoded signals.
  • the receiver device D_RX_1 receives, via its receiving antenna RX_1, said resulting signal, it decodes only the parts of said resulting signal corresponding to the signals X_ ⁇ 1 ⁇ , X_ ⁇ 12 ⁇ , X_ ⁇ 13 ⁇ and X_ ⁇ 123 ⁇ , so as to obtain the data streams S_ ⁇ 1 ⁇ , S_ ⁇ 12 ⁇ , S_ ⁇ 13 ⁇ and S_ ⁇ 123 ⁇ .
  • the receiver device D_RX_2 decodes only the parts of said resulting signal corresponding to the signals X_ ⁇ 2 ⁇ , X_ ⁇ 12 ⁇ , X_ ⁇ 23 ⁇ and X_ ⁇ 123 ⁇ , so as to obtain the data streams S_ ⁇ 2 ⁇ , S_ ⁇ 12 ⁇ , S_ ⁇ 23 ⁇ and S_ ⁇ 123 ⁇ .
  • the identification by a receiver device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 of the only parts of the resulting signal that it must decode is carried out in a manner known per se, for example from the analysis of headers inserted in the signals X_ ⁇ 1 ⁇ , ..., X_ ⁇ 123 ⁇ .
  • each header consists of three bits.
  • a 100/010/001 header of a signal implies that the associated signal must be decoded by the receiving device D_RX_1 / D_RX_2 / D_RX_3 only.
  • a 110/011/101 header of a signal implies that the associated signal must be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D_RX_2 / D_RX_2 and D_RX_3 / D_RX_1 and D_RX_3.
  • a header 111 of a signal implies that the associated signal must be decoded by the receiving devices D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3.
  • each receiver device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comprises a MOD_DEM demodulation module configured to demodulate the data streams associated with the signals decoded by the MOD_DEC decoding module which equips it.
  • the MOD_DEM demodulation module of the receiver device D_RX_1 generates the messages M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 12 ⁇ , M_ ⁇ 13 ⁇ and M_ ⁇ 123 ⁇ from the data streams S_ ⁇ 1 ⁇ , S_ ⁇ 12 ⁇ , S_ ⁇ 13 ⁇ and S_ ⁇ 123 ⁇ .
  • the MOD_DEM demodulation module of the receiver device D_RX_2 generates the messages M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 12 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ and M_ ⁇ 123 ⁇ from the data streams S_ ⁇ 2 ⁇ , S_ ⁇ 12 ⁇ , S_ ⁇ 23 ⁇ and S_ ⁇ 123 ⁇ .
  • the MOD_DEM demodulation module of the receiving device D_RX_3 generates the messages M_ ⁇ 3 ⁇ , M_ ⁇ 13 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ and M_ ⁇ 123 ⁇ from the data streams S_ ⁇ 3 ⁇ , S_ ⁇ 13 ⁇ , S_ ⁇ 23 ⁇ and S_ ⁇ 123 ⁇ .
  • Each receiver device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 also comprises an assembly module MOD_ASS configured to assemble together all or part of the messages obtained by the MOD_DEC demodulation module which equips it, so as to obtain the message which is assigned to it. intended.
  • the MOD_ASS assembly module of the D_RX_1 receiver device generates the message M1 from the messages M_ ⁇ 12 ⁇ , M_ ⁇ 13 ⁇ and M_ ⁇ 123 ⁇ .
  • the message Ml is obtained by assembling the message Ml_1 (which corresponds to M_ ⁇ 1 ⁇ ) with the message Ml_12 (extract from M_ ⁇ 12 ⁇ ), the message Ml_13 (extract from M_ ⁇ 13 ⁇ ) and the message Ml_123 (taken from M_ ⁇ 123 ⁇ ).
  • the MOD_ASS assembly module of the receiver device D_RX_2 generates the message M2 from the messages M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 12 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ and M_ ⁇ 123 ⁇ . More particularly, the message M2 is obtained by assembling the message M2_2 (which corresponds to M_ ⁇ 2 ⁇ ) with the message M2_12 (extracted from M_ ⁇ 12 ⁇ ), the message M2_23 (extracted from M_ ⁇ 23 ⁇ ) and the message M2_123 (taken from M_ ⁇ 123 ⁇ ).
  • the MOD_ASS assembly module of the receiver device D_RX_3 generates, for its part, the message M3 from the messages M_ ⁇ 3 ⁇ , M_ ⁇ 13 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ and M_ ⁇ 123 ⁇ . More particularly, the message M3 is obtained by assembling the message M3_3 (which corresponds to M_ ⁇ 3 ⁇ ) with the message M3_13 (extracted from M_ ⁇ 13 ⁇ ), the message M3_23 (extracted from M_ ⁇ 23 ⁇ ) and the message M3_123 (taken from M_ ⁇ 123 ⁇ ).
  • a flow division scheme as described above in its general principle is conventionally implemented while respecting a plurality of constraints related to the messages exchanged. Indeed, as mentioned before, one objective is to be able to reach any point of the capacity region of the broadcast channel. Nevertheless, the achievement of this objective must be considered taking into account the fact that the rate of each message is increased by a theoretical upper limit which depends, in particular, and in a manner known per se, on the coeffidents of the matrix of the diffusion channel. at the time when said message is sent by the sending device as well as a covariance matrix of the signals associated with said message (ie the signals generated by the precoder module MOD_PC of the sending device D_TX in the example of FIG. 1). For more information concerning said theoretical upper limit of the throughput of a message, those skilled in the art can refer, for example, to section 4 of the document by Y. Mao et al. already mentioned before.
  • bit rate of a message can also be zero.
  • the fact that the bit rate of a message is zero means that a receiving device intended to decode said message is ultimately not able to do so.
  • Such a situation typically arises when a message is intended to be decoded by a plurality of receiving devices, but at least one of said receiving devices, due to its spatial position, cannot ultimately be served by the sending device ( ie the unused receiver device is positioned at a distance from the main lobe via which is transmitted the message intended to be decoded by said plurality of receiver devices, so that the power attenuation in the direction of said unused receiving device is too large for the latter to be able to receive said message and therefore decode it).
  • the message M_ ⁇ 123 ⁇ must be decoded by the three receiving devices D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3.
  • This message M_ ⁇ 123 ⁇ is transmitted to said receiving devices via the resulting signal which comprises in particular the signal X_ ⁇ 123 ⁇ associated with said message M_ ⁇ 123 ⁇ .
  • the receiver device D_RX_3 is sufficiently far from the receiver devices D_RX_1 and D_RX_2 so that the beam with which the signal X_ ⁇ 123 ⁇ is transmitted does not cover said receiver device D_RX_3.
  • this signal X_ ⁇ 123 ⁇ (that is to say, in an equivalent manner, the message M_ ⁇ 123 ⁇ ) cannot be decoded by the receiving device D_RX_3, so that the bit rate of the message M_ ⁇ 123 ⁇ is zero.
  • the complexity of implementing a flow division scheme increases as the number of receiving devices also increases. Indeed, if K receiving devices each comprising a receiving antenna are considered (K being an integer strictly greater than 1), the number of messages to be transmitted in the form of signals via the transmission antennas of the transmitting device is equal to 2 K - 1. However, as mentioned above, messages among these 2 K - 1 messages cannot be decoded, even though their generation and transmission consumes material and software resources.
  • the object of the present invention is to remedy all or part of the drawbacks of the prior art, in particular those set out above, by proposing a solution which makes it possible to control the number of messages to be sent among all the messages that it would be possible to generate with a flow division scheme of the prior art, and therefore in particular to reduce the quantity of information transmitted to receiving devices while ensuring that the speeds respectively associated with said messages to be transmitted contribute to increasing by effectively the sum of the flow rates.
  • the invention relates to a method for determining messages intended to be transmitted, via a given broadcast channel, by a transmitter device comprising M transmit antennas to K receiver devices each comprising a receiving antenna, each receiving device being indexed by a distinct natural number between 1 and K, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the broadcast channel being written in the form of a matrix complex H of size K x M.
  • Said method comprises, for each element P_i of cardinality less than K and belonging to a set E_S corresponding to the set of non-empty parts P_1, P_2, ..., of the set E_K of the natural numbers between 1 and K, a set of steps of:
  • H_i is equal to L_i x Q i with where Ll_i, L2_i and V_i have respective dimensions C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x
  • the method further comprising, at the end of the iterations of said set of steps and if one or more target elements have been selected, a step of deleting said target element (s) from the set E_S, an element not deleted from the set E_S determining a message, from among a set of messages generated according to a flow division diagram, intended to be transmitted by the sending device to the receiving devices and decoded by the receiving device (s) whose index is equal to an integer of said non-deleted element.
  • the invention makes it possible to identify, among a set of messages generated according to a flow division scheme (such as for example the messages M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 3 ⁇ ,
  • the invention therefore makes it possible to limit the number of messages sent by the sending device to the receiving devices in comparison with the solutions of the prior art. Indeed, only the messages associated with the elements not deleted from the set E_S are intended to be transmitted, via the broadcast channel H, to the receiving devices. The messages actually sent therefore represent only a part of the set of messages which would otherwise have been sent in accordance with the solutions of the prior art.
  • the fact of considering the threshold ⁇ in the present invention makes it possible to achieve a compromise between the quantity of information that one agrees not to send to the receiving devices and the sum of the bit rates that one seeks to maximize with regard to the targeted objective (to reach any point of the capacity region of the diffusion channel H).
  • the larger ⁇ the greater the quantity of information that one agrees not to transmit (i.e.
  • the determination method may further include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination.
  • the method comprises a preliminary step of obtaining the set E_S.
  • the matrix W_i is calculated equal to the product of the Moore-Penrose inverse of the -L2_i matrix with the matrix V_i.
  • the threshold ⁇ is between 0 and 10,000.
  • the threshold ⁇ theoretically admits no upper limit, and can therefore be chosen to be virtually infinite. The fact remains that considering an upper limit equal to 10,000 is a choice considered relevant by the inventors for implementing the invention in the context of any application, in particular the most recent (multi-view television , free point of view television, naked eye 3D display, virtual reality, etc.)
  • the invention relates to a method of communication between a transmitting device comprising M transmitting antennas and K receiving devices each comprising a receiving antenna, the transmitting device being separated from the receiving devices by a broadcasting channel.
  • M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the diffusion channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M, said communication method comprising:
  • the invention relates to a computer program comprising instructions for implementing the determination method according to the invention or the communication method according to the invention when said program is executed by a computer .
  • This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in n ' any other desirable shape.
  • the invention relates to an information or recording medium readable by a computer on which is recorded a computer program according to llnvention.
  • the information or recording medium can be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium may comprise a storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or else a magnetic recording means, for example a floppy disk or a disk. hard.
  • the information or recording medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the program according to the invention can in particular be downloaded from an Internet type network.
  • the information or recording medium can be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • the invention relates to a device for determining messages intended to be transmitted, via a given broadcast channel, by a transmitter device comprising M transmit antennas to K receiver devices each comprising a receive antenna, each receiving device being indexed by a distinct natural number between 1 and K, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the diffusion channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M.
  • Said determination device comprises:
  • a first determination module configured to determine, for an element P_i of cardinality less than K and belonging to a set E_S corresponding to the set of non-empty parts P_1, P_2, ..., of the set E_K of integers natural values between 1 and K, and by permutation of the matrix H, a matrix H_i, the line of index k of H_i, for k between 1 and the cardinal C_i of P_i, corresponding to the line t_k of H, t_k being the k-th integer, in ascending order, of P_i,
  • a second determination module configured to determine a decomposition LQ of the matrix H_i, so that H_i is equal to L_i x Q_i with where Ll_i, L2_i and V_i have respective dimensions C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x
  • a selection module configured to be selected from the set E_S, if the norm of W_i is less than said threshold a, the set or sets, called “targets”, having a non-empty intersection with PJ as well as with the set PJ's private E_K,
  • a deletion module configured to delete, if one or more target elements have been selected, said target element (s) of the set E_S, an element not deleted from the set E_S determining a message, from among a set of generated messages according to a flow division scheme, intended to be transmitted by the sending device to the receiving devices and decoded by the receiving device (s) whose index is equal to an integer of said non-deleted element.
  • the determination device may further include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination.
  • the determination device also comprising an obtaining module configured to obtain said set E_S.
  • the determination device is included in the transmitter device.
  • the invention relates to a communication system comprising a transmitting device comprising M transmitting antennas and K receiving devices each comprising a receiving antenna, the transmitting device being separated from the receiving devices by a broadcasting channel.
  • M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the diffusion channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M.
  • Said communication system also comprises a determination device messages according to the invention.
  • FIG. 1 schematically represents a communication system according to the state of the art, said system comprising a sending device configured to generate messages according to a flow division diagram and to send said messages, as well as receiving devices configured for receive and decode all or part of said messages;
  • FIG. 2 schematically represents a particular embodiment of a communication system according to the invention;
  • FIG. 3 schematically represents an example of the hardware architecture of a determination device belonging to the system of FIG. 1 and configured to implement a determination method according to the invention
  • FIG. 4 represents, in the form of a flowchart, a particular mode of implementation of said determination method
  • FIG. 5 represents, in the form of a flowchart, the main steps of a communication method according to the invention.
  • FIG. 2 schematically represents a particular embodiment of a communication system 10 according to the invention.
  • the communication system 10 is a multi-antenna or MIMO system comprising:
  • a transmitter device D_TX comprising M transmit antennas TX_1, TX_2, ..., T_M;
  • each receiver device D_RX_1 D_RX_2, ..., D_RX_K attached (“attached” according to English terminology) to the transmitter device D_TX, each receiver device D_RX_1,
  • D_RX_2, ..., D_RX_K comprising a receiving antenna RX_1, RX_2, ..., RX_K and being indexed by a distinct natural number between 1 and K (index 1 for D_RX_1, ..., index K for D_RX_K).
  • M and K are integers strictly greater than 1 with M greater than or equal to K.
  • no limitation is attached to the respective values of said numbers M and K from when the latter are strictly greater than 1 with M greater than or equal to K.
  • the transmitter device D_TX is separated from the receiver devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K by a given broadcast channel written in the form of a complex matrix H of size K x M.
  • the transmitter device D_TX is a base station.
  • Each of said receiver devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K is for its part a cell phone of the smartphone type.
  • the sending device can be a Wi-FI transmitter such as for example a Wi-Fi terminal
  • a receiving device D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K can be a terminal, such as for example a touch pad, a personal digital assistant, a personal computer, etc.
  • the transmitter device D_TX is configured to transmit, via its transmission antennas TX_1, TX_2, ..., TX_K, corresponding radio signals to 5G-type mobile telephony signals.
  • the communication system 10 is based on a communication network which is a 5G type mobile network.
  • radio signals such as for example a mobile telephone signal other than 5G (for example 2G, 3G, 4G), a Wi-Fi signal, etc.
  • 5G for example 2G, 3G, 4G
  • Wi-Fi Wireless Fidelity
  • no limitation is attached to the signals (and therefore to the communication network) that can be considered in the context of the present invention.
  • the communication system 10 of the invention also has a functional architecture at least in accordance with that described above with reference to FIG. 1.
  • the transmitter device D_TX comprises a separation / combination module MOD_SC, a MOD_MOD modulation module and a MOD_PC precoder module.
  • Each of said receiver devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K for its part comprises a MOD_DEC decoding module, a MOD_DEM demodulation module and a MOD_ASS assembly module.
  • the functional architecture of the receiver device D_RX_1 is shown in detail in FIG. 2.
  • the MOD_PC precoder module defines an MMSE precoder (acronym of the English expression “Minimum Mean Square Error”). It should however be noted that the choice of an MMSE precoder constitutes only one variant of the implementation of the invention. In general, any precoder known to those skilled in the art can be implemented, such as for example a “ZF” precoder (acronym of the English expression “Zero Forcing”), a “MRT” precoder. "(Acronym of the Anglo-Saxon expression” Maximum Ratio Transmission "), etc.
  • the communication system 10 of FIG. 2 differs from that illustrated by FIG. 1 in ⁇ that it also comprises a D_DET determination device configured to perform processing aimed at controlling the number of messages intended to be sent. transmitted, via the broadcast channel H, by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K, by implementing a determination method according to llnvention.
  • FIG. 3 schematically represents an example of hardware architecture of the D_DET determination device according to the invention configured to implement said determination method.
  • said D_DET determination device has the hardware architecture of a computer.
  • the D_DET determination device comprises, in particular, a processor 1, a random access memory 2, a read only memory 3 and a non-volatile memory 4.
  • the D_DET determination device also comprises communication means 5 which notably integrate the transmission antennas TX_1, TX_2, ..., TX_K of the transmission device.
  • said communication means 5 are also configured to allow the determination device D_DET to exchange data with the separation / combination module MOD_SC of the transmitter device D_TX.
  • said communication means 5 correspond to an electronic interface of a type known per se connected to a computer data bus, ⁇ computer bus also being connected to an electronic interface of the MOD_SC separation / combination module.
  • the read only memory 3 of the determination device D_DET constitutes a recording medium according to the invention, readable by the processor 1 and on which is recorded a computer program PROG according to the invention, comprising instructions for the execution of the steps of the determination method according to the invention.
  • the PROG program defines functional modules of the D_DET determination device, which are based on or control the hardware elements 2 to 5 of the D_DET determination device mentioned above, and which include in particular:
  • a first determination module MOD_DET_1 configured to determine, for an element P_i of cardinality less than K and belonging to a set E_S corresponding to the set of non-empty parts P_1, P_2, ..., of the set E_K of the natural integers between 1 and K, and by permutation of the matrix H, a matrix H_i, the line of index k of H_i, for k between 1 and the cardinal C_i of P_i, corresponding to the line t_k of H, t_k being the k-th integer, in ascending order, of P_i,
  • a second MOD_DET_2 determination module configured to determine an LQ decomposition of the matrix H_i, so that H_i is equal to L_i x Q_i with where Ll_i, L2_i and V_i have respective dimensions C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x
  • MOD_COMP comparison module configured to compare a standard of the WJ matrix with a given threshold ⁇
  • a MOD_SEL selection module configured to be selected from the set E_S, if the norm of WJ is less than said threshold a, the set or sets, called “targets” P_m, having a non-empty intersection with PJ as well as with l 'PJ's private E_K set,
  • a MOD_SUP deletion module configured to delete, if one or more target elements have been selected, said target element (s) of the set E_S, an element not deleted from the set E_S determining a message, from among a set of messages generated according to a flow division scheme, intended to be transmitted by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K and decoded by the receiving device (s) whose index is equal to an integer of said element not deleted.
  • the set E_S is of cardinal 2 K.
  • code instructions defining the set E_S are stored in a memory equipping an entity other than the determination device D_DET, for example a memory equipping an entity external to the system 10.
  • communication eg: database server.
  • the determination device D_DET also comprises a module for obtaining MOD_OBT configured to obtain said set E_S.
  • the obtaining of the set E_S is carried out via an exchange of data (transmission / reception) controlled by the obtaining module MOD_OBT which relies for this on the communication means 5 of the determination device D_DET.
  • such an exchange of data between the obtaining module MOD_OBT and said entity is carried out via a communication interface.
  • this communication interface which can be wired or wireless, and can implement any protocol known to those skilled in the art (Ethernet, Wifi, Bluetooth, 3G, 4G, 5G, etc.), the communication means 5 of the determination device D_DET therefore also being configured for this purpose.
  • the threshold ⁇ considered id is an essential parameter of the invention in that it makes it possible to define the quantity of information that it is considered acceptable not to transmit, via messages, to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K, insofar as the sum of the rates respectively associated with said messages is not sufficiently significant to justify the hardware and software investment necessary for their transmission.
  • the threshold ⁇ forms a control parameter thanks to which the messages generated according to a flow division scheme are sorted, so that at the end of this sorting the messages not selected by the selection module MOD_SEL (and in fine deleted by the MOD_SUP deletion module) correspond to messages whose sum of the respective bit rates is less than log 2 (1 + ⁇ 2 ) bits, as the inventors have observed and demonstrated.
  • it is envisaged to transmit to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K only the messages determined by the target elements, since these messages favorably contribute to the increase in the sum of the bit rates.
  • Said threshold ⁇ is for example between 0 and 10,000.
  • said threshold ⁇ is between 0 and XXXX.
  • FIG. 4 represents, in the form of a flowchart, a particular mode of implementation, by the determination device D_DET, of the determination method.
  • each of the receiving devices comprising a receiving antenna (i.e. K
  • the threshold ⁇ is equal to 20.
  • the determination method firstly comprises a preliminary step E10 for obtaining the set E_S.
  • This preliminary step E10 is implemented by the obtaining module MOD_OBT equipping the determination device D_DET.
  • said E_S set is obtained from an entity other than said D_DET determination device. Moreover, given that the number K is id equal to 3, we have that the set E_S corresponds to the set of parts of the set E_3 of natural integers between 1 and 3. The set of parts of said set E_3 has 2 3 - 1 elements (an element is therefore a part of E_3), so that the set S is written:
  • the determination device D_DET therefore has said set E_S, and is therefore able to perform processing, on the basis of said set E_S, the purpose of which is to control the number of messages intended to be sent, via the broadcasting channel H, by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3.
  • the determination method comprises, for each element P_i having a cardinality less than K and belonging to the set E_S, a set of steps (E20J, E30J, E40J, E50J and possibly E60J). Given that the empty set has zero cardinality and that K is equal to 3, a set P_i considered for said set of steps corresponds to one of the elements P_1, P_2, P_3, P_4, P_5 or P_6.
  • the determination method comprises a step E20 1 for determining, by permutation of the matrix H, a matrix H_1.
  • This step E20_1 is implemented by the first determination module MOD_DET_1 equipping the determination device D_DET.
  • Said matrix H_1 is determined according to a constraint, called "permutation constraint".
  • This permutation constraint corresponds to the fact that the line of index k of H_1, for k between 1 and the cardinal C_1 of P_1, corresponds to the line of index t_k of H, t_k being the k-th integer, in order increasing, of P_1.
  • C_1 is equal to 1 and where therefore t_k is necessarily equal to 1
  • H_1 corresponds to the matrix H.
  • the permutation considered in the present mode of implementation corresponds to the identity function.
  • a permutation other than the identity function can be considered, provided that said permutation constraint is respected.
  • the fact of considering one permutation rather than another to obtain the matrix H_1 has no effect on the processing carried out during the subsequent steps. Consequently, it is understood that with regard to the part P_1, another permutation that can be envisaged thanks to the invention is that for which:
  • the determination method also comprises a step E30 1 for determining a decomposition LQ of the matrix H_1.
  • This step E30_1 is implemented by the second determination module MOD_DET_2 equipping the determination device D_DET.
  • the LQ decomposition of any matrix consists in decomposing this matrix into a product of two matrices, namely a first lower triangular matrix and a second orthogonal matrix.
  • Those skilled in the art know how to carry out such an LQ decomposition, for example by using a dedicated algorithm implemented in software.
  • H_1 L_1 x Q_1, expression in which:
  • L_1 in the following form: expression in which Ll_1 is equal to 2.48 and: and
  • the determination method also comprises a step E40 1 for calculating a matrix W_1 solution of the equation:
  • V_1 + L2_1 x W_1 0.
  • This step E40_1 is implemented by the first calculation module MOD_CALC equipping the determination device D_DET.
  • W_1 is a solution
  • said matrix W_1 as being the product of a generalized inverse matrix (also called pseudo-inverse, as is known to those skilled in the art) of the matrix -L2_1 by the matrix V_1.
  • a generalized inverse matrix also called pseudo-inverse, as is known to those skilled in the art
  • W_1 is calculated equal to the product of the Moore-Penrose inverse of the matrix -L2_1 with the matrix V_1.
  • the determination method comprises a step E50 1 for comparing a standard of the matrix W_1 with the threshold a.
  • This step E50_1 is implemented by the first comparison module MOD_COMP equipping the determination device D_DET.
  • the standard considered in the present embodiment is the Hermitian standard (also known as the Frobenius standard). Consequently, we obtain that the norm of W_1 is equal to 105.3 ⁇ which is a value greater than the threshold a.
  • the set of steps devoted to the element P_1 of the set E_S stops here.
  • the set of steps which has just been described in the context of element P_1 does not make it possible to determine messages which are intended not to be sent to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, like this is described later.
  • Ll_3 is equal to 5.032 and that:
  • the determination method then comprises a step E60 3 of selection from the set E_S of the element or elements P_m (m being an integer index), called "targets » Having a nonempty intersection with P_3 as well as with the set E_3 deprived of P_3.
  • This step E60_3 is implemented by the first selection module MOD_SEL equipping the determination device D_DET.
  • the element or elements of the set E_S having a non-empty intersection with P_3 are necessarily elements containing the integer 3.
  • the permutation constraint considered during step E20_4 corresponds to the fact that the line of index k of H_4, for k between 1 and the cardinal C_4 of P_4, corresponds to the line of index t_k of H, t_k being the k-th integer, in ascending order; of P_4.
  • W ⁇ 4 [0.3198 - 0.1505 / -0.0168 + 0.0260 /] the Hermitian norm of W_4 being equal to 0.3547 and is therefore lower than the threshold a.
  • the determination method then comprises a step E60 4 of selection from the set E_S of the element or elements P_m, called "targets", having a non-empty intersection. with P_4 as well as with the set E_4 deprived of P_4.
  • This step E60_4 is implemented by the first selection module MOD_SEL equipping the determination device D_DET.
  • the element or elements of the set E_S having a non-empty intersection with P_4 are necessarily elements containing the integer 1 and / or the integer 2.
  • L2_5 is equal to -0.01 and that:
  • V-5 [-1.27 - 1.06 / 0]
  • W-5 [-80.85 - 67.51i - 0.01 - 0.02i] the Hermitian norm of W_5 being equal to 105.3 and is therefore greater than the threshold a.
  • element P_6 ⁇ 2,3 ⁇
  • we obtain that the line of index 1 of P_6 corresponds to line 2 of H (t_1 2), or H 2
  • H_6 L_6 x Q_6, expression in which: and
  • L2_6 is equal to -0.02 and that:
  • V_6 [1.90 - 159/0]
  • W_6 [80.8606 - 67.5210 / - 0.0326 - 0.0107j] the Hermitian norm of W_6 being equal to 105.3 and is therefore greater than the threshold a.
  • target elements are selected only when the P_3 and P_4 elements are considered.
  • the target elements selected during step E60_4 are identical to those selected during step E60_3.
  • this is only a specific example of implementation, and nothing excludes that, according to other non-detailed examples id, the dbles elements selected during several distinct selection steps may differ between them in whole or in part.
  • the determination method finally comprises a step E70 of deleting said target elements from the set E_S.
  • deletion step E70 is not limited to the case where one or more target elements are selected, but is also implemented if a single target element is selected at the end of all of them. the iterations of the set of steps.
  • an element not deleted from the set E_S determines a message, from among a set of messages generated according to a flow division scheme, intended to be sent by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1 , D_RX_2, D_RX_3.
  • the message determined by a non-deleted element is also intended to be decoded by the receiver device (s) whose index is equal to an integer of said non-deleted element.
  • the invention makes it possible to limit the number of messages sent by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3.
  • the non-deleted elements P_1, P_2, P_3 and P_4 respectively determine, as previously described, the messages M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 3 ⁇ and M_ ⁇ 12 ⁇ which are intended to be transmitted, via the H broadcast channel, to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3.
  • the messages M_ ⁇ 13 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ , M_ ⁇ 123 ⁇ (which are determined by the target elements which were selected during the determination process) refer to messages not intended to be transmitted to said receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3.
  • the determination method advantageously makes it possible to preserve the transmission of private messages, namely therefore id M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ and M_ ⁇ 3 ⁇ .
  • the present invention makes it possible to achieve a compromise between the quantity of information that one agrees not to send to the receiving devices and the sum of the bit rates that the 'we try to maximize with regard to the objective (reach any point of the capacity region of the broadcast channel H).
  • ⁇ the closer ⁇ is to 0, the smaller the quantity of information that we agree not to send (i.e. the smaller the number of target elements selected in the set E_S, and therefore correlatively, the greater the number of messages sent).
  • the larger ⁇ the greater the quantity of information that one agrees not to transmit (i.e. the greater the number of target elements selected in the set E_S, and therefore correlatively, the greater the number number of messages sent is low). In this sense, ⁇ does indeed represent a parameter for controlling the number of messages to be sent.
  • the MOD_SC separation / combination module is configured to generate, as detailed previously, all the messages M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 3 ⁇ , M_ ⁇ 12 ⁇ , M_ ⁇ 13 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ , M_ ⁇ 123 ⁇ . Therefore, on the basis of information transmitted by the determination device D_DET to said separation / combination module MOD_SC, said information being representative of said elements not deleted at the end of step E70, said separation / combination module MOD_SC transmits only the messages corresponding to said non-deleted elements to the MOD_MOD modulation module.
  • the MOD_SC separation / combination module is configured to generate only; on the basis of information transmitted by the determination device D_DET to said separation / combination module MOD_SC, said information being representative of said elements not deleted at the end of step E70, the messages M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 3 ⁇ and M_ ⁇ 12 ⁇ , which are then transmitted to the MOD_MOD modulation module.
  • the MOD_SC separation / combination module does not generate, in this second example, the messages M_ ⁇ 13 ⁇ , M_ ⁇ 23 ⁇ , M_ ⁇ 123 ⁇ . This way of proceeding is particularly advantageous because it makes it possible to limit the complexity of the flow division scheme implemented by the separation / combination module MOD_SC.
  • the separation / combination module only generates messages intended to be sent, ⁇ which makes the determination method particularly effective in the context of communications between the sending device D_TX and the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3.
  • the determination method has been described up to now considering that the obtaining module MOD_OBT fitted to the determination device D_DET is configured to obtain the set E_S from an entity other than said sending device D_TX, via data exchange.
  • the present invention remains applicable in the case where the obtaining module is configured to obtain, via appropriate calculations, said set E_S.
  • the determination device D_DET no longer needs to obtain the set E_S from another entity since it is able to determine it itself thanks to the obtaining module MOD_OBT which does it. team.
  • the MOD_OBT obtaining module conventionally comprises a set of means configured in software (specific computer program) and / or hardware (FPGA, PLD, ASIC, etc.) to implement a method for calculating the set E_S.
  • the determination method has also been described so far by considering that a step E10 for obtaining was carried out in a preliminary manner, before the set of steps (E20_i, E30_i, E40_i, E50J and possibly E60J) aiming to select possible target elements in the set E_S as well as before the deletion step E70.
  • the fact remains that the invention remains applicable in the case where the set E_S is implemented in the D_DET determination device from its design (for example in a memory of said D_DET determination device), therefore making the option optional.
  • the D_DET determination device includes a MOD_OBT obtaining module and that the determination method includes a preliminary obtaining step E10.
  • the invention is not limited either to the case where the determination device D_DET is included in the transmitter device D_TX. Indeed, nothing excludes considering a configuration of the communication system 10 in which the determination device D_DET is not included in the sending device D_TX, and where:
  • said D_DET determination device is aware of the matrix H of the broadcast channel. For example, the matrix H is determined by the sending device D_TX and communicated to the determining device D_DET via respective communication means of said devices;
  • the element or elements not deleted from the set E_S are communicated by the determination device D_DET to the sending device D_TX, via said respective communication means of said devices.
  • the invention also relates to a method of communication between the sending device D_TX and the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K.
  • FIG. 5 represents, in the form of a flowchart, the main steps of said communication method.
  • the threshold ⁇ is equal to 20.
  • said communication method firstly comprises a step F10 of determining messages intended to be sent, via the broadcast channel H, by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1 , D_RX_2, D_RX_3 in accordance with the determination method described above.
  • said messages thus determined are the messages M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 3 ⁇ and M_ ⁇ 12 ⁇ .
  • the communication method comprises a step F20 of sending, by the sending device D_TX and to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, of said determined messages.
  • the transmission of said messages M_ ⁇ 1 ⁇ , M_ ⁇ 2 ⁇ , M_ ⁇ 3 ⁇ and M_ ⁇ 12 ⁇ comprises in particular a modulation sub-step implemented by the MOD_MOD modulation module as well as a sub-step.
  • precoding step implemented by the MOD_PC precoder module the transmission of said messages in the form of signals X_ ⁇ 1 ⁇ , X_ ⁇ 2 ⁇ , X_ ⁇ 3 ⁇ and X_ ⁇ 12 ⁇ ultimately taking place by means of the antennas d TX_1, TX_2, TX_3 transmission equipping the D_TX transmission device.
  • the communication method comprises a step F30 of reception, by said receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, of said determined messages. More precisely, the signals X_ ⁇ 1 ⁇ , X_ ⁇ 2 ⁇ , X_ ⁇ 3 ⁇ and X_ ⁇ 12 ⁇ are received by the D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 thanks to their respective receiving antennas RX_1, RX_2, RX_3. Once the signals have been received, each receiving device decodes the signal (s) intended for it, it being understood that, as mentioned previously:
  • the message M_ ⁇ 3 ⁇ is intended to be decoded by the receiving device D_RX_3 only; - the message M_ ⁇ 12 ⁇ is intended to be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D RX 2.
  • the present invention finds application in all fields in which flow division diagram techniques can be used to transmit data (messages) to receiving devices.
  • data messages
  • such fields are multi-view television, free point-of-view television (application in which multimedia content is transmitted to users so that each of them can choose and change your viewing angle in real time to view said content), naked eye 3D display, virtual reality, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a method for determining messages intended to be transmitted, via a given broadcast channel H, by a transmitting device to K receiving devices. The method comprises, for each element P_i of cardinal less than K and belonging to a set E_S corresponding to the set of non-empty parts of the set E_K of natural numbers between 1 and K, a set of steps of: - determining, by permutation of H, a matrix H_i, - determining a decomposition LQ of H_i, - calculating a matrix W_i as a function of H_i, - comparing a norm of W_i with given threshold α, and, if the norm of W_i is lower than the threshold α, - selecting, in E_S, one or more non-empty intersection element(s) with P_i as well as with E_K without P_i. The method also comprises a step of deleting the selected element(s) from E_S, a non-deleted element E_S determining a message intended to be transmitted.

Description

Description Description
Titre de l'invention : Procédé de détermination de messages, dispositif de détermination associé Title of the invention: Method for determining messages, associated determination device
Technique antérieure Prior art
[0001] La présente invention appartient au domaine général des télécommunications, et notamment des communications sans fil mises en œuvre sur des réseaux de type radio tels que des réseaux mobiles (ex. 3G, 4G, 5G, etc.), WiFI, etc. The present invention belongs to the general field of telecommunications, and in particular wireless communications implemented on radio type networks such as mobile networks (eg 3G, 4G, 5G, etc.), WiFI, etc.
[0002] Elle concerne plus particulièrement un procédé de détermination de messages destinés à être émis par un dispositif émetteur multi-antennes vers des dispositifs récepteurs respectivement mono-antenne. Elle concerne également un procédé de communication entre lesdits dispositifs émetteur et récepteurs. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans le cas de dispositifs émetteur et récepteurs appartenant à un système de communication de type MIMO (acronyme de l'expression anglo- saxonne « Multiple Input Multiple Output ») déployé pour un réseau de communication de type réseau mobile 5G. [0002] It relates more particularly to a method for determining messages intended to be transmitted by a multi-antenna transmitter device to respectively single-antenna receiver devices. It also relates to a method of communication between said transmitter and receiver devices. The invention finds a particularly advantageous application, although in no way limiting, in the case of transmitter and receiver devices belonging to a communication system of the MIMO type (acronym of the English expression “Multiple Input Multiple Output”) deployed for a communication system. 5G mobile network type communication network.
[0003] Afin de s'adapter à la croissance continue et toujours plus rapide du trafic de données émises par les systèmes de communications sans fil, différentes technologies sont aujourd'hui mises en œuvre, ou bien font l'objet de perfectionnements en vue d'une exploitation optimale dans les années à venir. Cela est notamment d'importance pour le déploiement en cours des réseaux de communication 5G dans lesquels un dispositif émetteur, tel que par exemple une station de base, doit être en mesure de servir un ensemble hétérogène d'appareils, comme par exemple des téléphones mobiles intelligents (encore connus sous la dénomination anglo- saxonne « smartphone ») mais également des objets de la vie courante rendus communicants pour délivrer des applications IoT (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Internet of Things »). [0003] In order to adapt to the continuous and ever faster growth in data traffic transmitted by wireless communications systems, various technologies are now being implemented, or are the subject of improvements with a view to '' optimal use in the years to come. This is particularly important for the ongoing deployment of 5G communication networks in which a sending device, such as for example a base station, must be able to serve a heterogeneous set of devices, such as for example mobile telephones. intelligent (still known under the Anglo-Saxon name “smartphone”) but also everyday objects made communicative to deliver IoT applications (acronym of the Anglo-Saxon expression “Internet of Things”).
[0004] Parmi ces technologies, dans le contexte des systèmes de communication sans fil de type MIMO, il est connu de configurer un dispositif émetteur dans le but de transmettre simultanément, à destination de dispositifs récepteurs et en utilisant les mêmes ressources radio (ex. fréquences radio), des messages sous la forme de flux de données via plusieurs antennes d'émission dudit dispositif émetteur. La transmission simultanée de ces flux de données s'effectue conventionnellement grâce à la formation de faisceaux de transmission directifs. L'utilisation de tels faisceaux permet ainsi au dispositif émetteur de délivrer des données aux dispositifs récepteurs avec une haute efficacité spectrale. Among these technologies, in the context of wireless communication systems of MIMO type, it is known to configure a transmitter device with the aim of transmitting simultaneously, to receiving devices and using the same radio resources (eg. radio frequencies), messages in the form of data streams via several transmitting antennas of said transmitting device. The simultaneous transmission of these data streams is carried out conventionally by means of the formation of directional transmission beams. The use of such beams thus enables the transmitter device to deliver data to the receiver devices with high spectral efficiency.
[0005] En pratique, cette technologie de génération de faisceaux s'accompagne d'une méthode de précodage des messages à émettre, pour permettre d'atteindre, au moins de manière théorique, n'importe quel point de la région de capacité du canal de diffusion séparant le dispositif émetteur des dispositifs récepteurs. Par « région de capacité du canal de diffusion », il est classiquement fait référence ici à l'ensemble des débits pouvant être atteints simultanément sur ledit canal de diffusion, étant entendu que le terme « débit » correspond id au débit d'un message échangé entre le dispositif émetteur et les dispositifs récepteurs via le canal de diffusion. In practice, this beam generation technology is accompanied by a method of precoding the messages to be transmitted, to make it possible to achieve, at least in a manner theoretically, any point in the broadcast channel capacitance region separating the sending device from the receiving devices. By “capacity region of the broadcast channel”, reference is conventionally made here to all the bit rates that can be achieved simultaneously on said broadcast channel, it being understood that the term “bit rate” corresponds id to the bit rate of an exchanged message. between the sending device and the receiving devices via the broadcast channel.
[0006] Par exemple, on connaît la méthode de précodage avec information adjacente (encore dite « dirty paper coding » dans la littérature anglo-saxonne). Celle-d, bien qu'optimale au regard de l'exploitation de la région de capacité du canal de diffusion, reste néanmoins très complexe à implémenter en raison de son caractère non-linéaire. Qui plus est, elle ne permet pas non plus de garantir la satisfaction d'autres critères de performance, comme par exemple la minimisation d'un taux d'erreurs binaires dit « BER » (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Bit Error Rate »), la minimisation d'un taux d'erreurs paquet dit « BLER » (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Block Error Rate »), la minimisation de la complexité de codage / décodage, l'optimisation de la robustesse aux erreurs d'estimation du canal de diffusion, etc. [0006] For example, the method of precoding with adjacent information is known (also known as “dirty paper coding” in the Anglo-Saxon literature). The latter, although optimal with regard to the exploitation of the capacity region of the broadcasting channel, nevertheless remains very complex to implement due to its non-linear nature. What is more, it does not make it possible to guarantee the satisfaction of other performance criteria, such as for example the minimization of a binary error rate known as “BER” (acronym of the English expression “Bit Error Rate ”), minimization of a packet error rate called“ BLER ”(acronym of the English expression“ Block Error Rate ”), minimization of coding / decoding complexity, optimization of robustness errors in estimation of the broadcast channel, etc.
[0007] Etant donné les désavantages de la méthode de précodage avec information adjacente, les méthode de précodage linéaires sont préférées, et aujourd'hui largement utilisées. Cela étant, ces méthodes de précodage linéaire nécessitent, afin d'exploiter au mieux la capacité du canal de diffusion, d'être couplées avec des méthodes spécifiques d'allocation de ressources radio. A cet effet, on connaît, notamment, l'utilisation d'un schéma de division de débit (« Rate- Splitting » dans la littérature anglo-saxonne). Un tel schéma de division de débit présente l'avantage, lorsqu'il est combiné avec un précodeur idoine, comme par exemple un précodeur MMSE (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Minimum Mean Square Error »), de permettre l'émission simultanée de messages sous la forme de flux de données tout en visant une minimisation des interférences côté dispositifs récepteurs. La mise en œuvre d'un schéma de division de débit, ainsi que les avantages qui y sont attachés, sont décrits dans l'état de l'art. A titre d'exemple nullement limitatif, on peut citer la publication scientifique : « Rate- splitting multiple access for downlink communication Systems : bridging, generalizing, and outperforming SDMA and NOMA », Y. Mao, B. Clerckx, V. O. K. U, EURASIP Journal on Wireless Communications and Netwoking, 2018. Given the disadvantages of the precoding method with adjacent information, linear precoding methods are preferred, and widely used today. However, these linear precoding methods require, in order to make the best use of the capacity of the broadcast channel, to be coupled with specific methods for allocating radio resources. For this purpose, the use of a flow division scheme (“Rate-Splitting” in the English literature) is known in particular. Such a flow division scheme has the advantage, when it is combined with a suitable precoder, such as for example an MMSE precoder (acronym for the English expression “Minimum Mean Square Error”), of allowing transmission. simultaneous messages in the form of data streams while aiming to minimize interference on the receiving device side. The implementation of a flow division scheme, as well as the advantages attached thereto, are described in the state of the art. By way of non-limiting example, we can cite the scientific publication: "Rate-splitting multiple access for downlink communication Systems: bridging, generalizing, and outperforming SDMA and NOMA", Y. Mao, B. Clerckx, VOK U, EURASIP Journal on Wireless Communications and Netwoking, 2018.
[0008] On décrit maintenant id le principe général théorique d'un tel schéma de division de débit, tel que connu dans l'état de l'art. Pour œ faire, on considère un système de communication tel que représenté schématiquement sur la figure 1. We now describe id the general theoretical principle of such a flow division scheme, as known in the state of the art. To do this, we consider a communication system as shown schematically in Figure 1.
[0009] Dans l'exemple de la figure 1, ledit système de communication est un système multi- antennes ou MIMO comprenant : [0009] In the example of FIG. 1, said communication system is a multi-antenna or MIMO system comprising:
- un dispositif émetteur D_TX correspondant à une station de base équipée de trois antennes d'émission TX_1, TX_2, TX_3 ; - a D_TX transmitter device corresponding to a base station equipped with three antennas TX_1, TX_2, TX_3 transmission;
- trois dispositif réœpteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 attachés (« attached » selon la terminologie anglo-saxonne) au dispositif émetteur D_TX, chaque dispositif récepteur D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comportant une antenne de réception RX_1, RX_2, RX_3. - three receiver devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 attached (“attached” according to English terminology) to the transmitting device D_TX, each receiving device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comprising a receiving antenna RX_1, RX_2, RX_3.
[0010] Le dispositif émetteur D_TX est séparé des dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,The transmitter device D_TX is separate from the receiver devices D_RX_1, D_RX_2,
D_RX_3 par un canal de diffusion donné s'écrivant sous la forme d'une matrice H complexe dont le nombre de lignes (respectivement nombre de colonnes) est égal au nombre d'antennes de réception (respectivement d'antennes d'émission) considérées. Autrement dit, la matrice de canal H est de taille 3 x 3 (trois lignes, trois colonnes). L'estimation dudit canal, à un instant donné, s'appuie classiquement sur l'envoi de séquences comprenant des symboles pilotes sur le canal de diffusion que l'on cherche à estimer. Sur la base de ces symboles pilotes ainsi que d'un mode de fonctionnement du système de communication, comme typiquement un mode TDD (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Time Division Duplex ») ou un mode FDD (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Frequency Division Duplex »), le canal de diffusion est estimé. Il convient de noter que l'estimation d'un tel canal de diffusion est une procédure bien connue de l'homme du métier, et n'est par conséquent pas détaillée ici plus avant. D_RX_3 by a given broadcast channel written in the form of a complex matrix H of which the number of rows (respectively number of columns) is equal to the number of receiving antennas (respectively of transmitting antennas) considered. In other words, the H channel matrix is of size 3 x 3 (three rows, three columns). The estimation of said channel, at a given instant, is conventionally based on the sending of sequences comprising pilot symbols on the broadcasting channel which it is sought to estimate. On the basis of these pilot symbols as well as an operating mode of the communication system, such as typically a TDD mode (acronym of the English expression "Time Division Duplex") or an FDD mode (acronym of the expression Anglo-Saxon “Frequency Division Duplex”), the broadcast channel is estimated. It should be noted that the estimation of such a broadcast channel is a procedure well known to those skilled in the art, and is therefore not detailed here further.
[0011] On adopte désormais la convention selon laquelle le canal de diffusion s'identifie à la matrice H de ce canal. Ainsi, dans toute la suite de la description, la référence « H » est utilisée aussi bien pour désigner la matrice du canal de diffusion que le canal de diffusion lui- même. We now adopt the convention according to which the broadcast channel is identified with the matrix H of this channel. Thus, throughout the remainder of the description, the reference “H” is used both to designate the matrix of the broadcast channel and the broadcast channel itself.
[0012] Le canal de diffusion H permet au dispositif émetteur D_TX de transmettre des flux de données vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2. Dans cet exemple de réalisation, les communications établies entre les dispositifs émetteur D_TX et récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, via le canal de diffusion H, sont supportées par un réseau de communication mobile de type 5G. The broadcast channel H allows the transmitter device D_TX to transmit data streams to the receiver devices D_RX_1, D_RX_2. In this exemplary embodiment, the communications established between the transmitting devices D_TX and receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, via the broadcast channel H, are supported by a 5G type mobile communication network.
[0013] Dans le présent exemple de réalisation, on considère que trois messages Ml, M2, M3 sont destinés à être transmis vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 respectivement De manière nullement limitative, il est considéré que chacun de ces messages est formé d'une suite de bits. In this exemplary embodiment, it is considered that three messages M1, M2, M3 are intended to be transmitted to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 respectively In no way limiting, it is considered that each of these messages is formed of a sequence of bits.
[0014] Tel quillustré par la figure 1, le dispositif émetteur D_TX comporte un module de séparation /combinaison MOD_SC configuré, notamment, pour séparer, selon un schéma de division de débit, chacun des trois messages Ml, M2 et M3 en une pluralité de sous-messages. Plus particulièrement, ledit module de séparation / combinaison MOD_SC sépare le message Ml en quatre sous-messages Ml_1, Ml_12, Ml_13, Ml_123. Le sous-message Ml_1 est un message considéré comme privé, en ce sens qu'il est destiné à être décodé uniquement par le dispositif récepteur D_RX_1. Les autres sous-messages Ml_12, Ml_13, Ml_123 sont des messages considérés comme publics, en ce sens qu'ils sont chacun destinés à être décodés par une pluralité de dispositifs récepteurs. Ainsi : As illustrated by Figure 1, the D_TX transmitter device comprises a MOD_SC separation / combination module configured, in particular, to separate, according to a flow division diagram, each of the three messages M1, M2 and M3 into a plurality of sub-posts. More particularly, said separation / combination module MOD_SC separates the message M1 into four sub-messages M1_1, Ml_12, Ml_13, Ml_123. The sub-message M1_1 is a message considered to be private, in the sense that it is intended to be decoded only by the receiving device D_RX_1. The other sub-messages Ml_12, Ml_13, Ml_123 are messages considered to be public, in the sense that they are each intended to be decoded by a plurality of receiving devices. So :
- le message Ml_12 (respectivement Ml_13) est destiné à être décodé par les dispositifs récepteurs D_RX_1 et D_RX_2 (respectivement D_RX_1 et D_RX_3) ; the message Ml_12 (respectively Ml_13) is intended to be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D_RX_2 (respectively D_RX_1 and D_RX_3);
- le message Ml_123 est destiné à être décodé par les dispositifs D_RX_1, D_RX_2 et D_RX_3. - the message M1_123 is intended to be decoded by the devices D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3.
[0015] De manière similaire, ledit module de séparation / combinaison MOD_SC sépare le message M2 en quatre sous- messages M2_2, M2_12, M2_23, M2_123. Le sous-message M2_2 est privé, et destiné à être décodé uniquement par le dispositif récepteur D_RX_2. Par ailleurs : Similarly, said MOD_SC separation / combination module separates the message M2 into four sub-messages M2_2, M2_12, M2_23, M2_123. The M2_2 sub-message is private, and intended to be decoded only by the receiving device D_RX_2. Otherwise :
- le message M2_12 (respectivement M2_23) est public et destiné à être décodé par les dispositifs récepteurs D_RX_1 et D_RX_2 (respectivement D_RX_2 et D_RX_3) ; - the message M2_12 (respectively M2_23) is public and intended to be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D_RX_2 (respectively D_RX_2 and D_RX_3);
- le message M2_123 est public et destiné à être décodé par les dispositifs D_RX_1, D_RX_2 et D_RX_3. - the M2_123 message is public and intended to be decoded by the D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3 devices.
[0016] Enfin, ledit module de séparation / combinaison MOD_SC sépare le message M3 en quatre sous-messages M3_3, M3_13, M3_23, M3_123. Le sous-message M3_3 est privé, et destiné à être décodé uniquement par le dispositif récepteur D_RX_3. Par ailleurs : Finally, said MOD_SC separation / combination module separates the message M3 into four sub-messages M3_3, M3_13, M3_23, M3_123. The M3_3 sub-message is private, and intended to be decoded only by the receiving device D_RX_3. Otherwise :
- le message M3_13 (respectivement M3_23) est public et destiné à être décodé par les dispositifs récepteurs D_RX_1 et D_RX_3 (respectivement D_RX_2 et D_RX_3) ; - the message M3_13 (respectively M3_23) is public and intended to be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D_RX_3 (respectively D_RX_2 and D_RX_3);
- le message M3_123 est public et destiné à être décodé par les dispositifs D_RX_1, D_RX_2 et D_RX_3. - the M3_123 message is public and intended to be decoded by the D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3 devices.
[0017] Le module de séparation / combinaison MOD_SC est également configuré pour combiner les sous-messages générés à partir des messages Ml, M2 et M3. Cette combinaison a pour but de concaténer entre eux des messages destinés à être décodés par les mêmes dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. Ainsi : The MOD_SC separation / combination module is also configured to combine the sub-messages generated from the messages M1, M2 and M3. The purpose of this combination is to concatenate between them messages intended to be decoded by the same receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. So :
- les messages Ml_12 et M2_12 sont combinés en un message M_{12} ; - messages M1_12 and M2_12 are combined into a message M_ {12};
- les messages Ml_13 et M3_13 sont combinés en un message M_{13} ; - messages M1_13 and M3_13 are combined into a message M_ {13};
- les messages M2_23 et M3_23 sont combinés en un message M_{23} ; - the M2_23 and M3_23 messages are combined into one M_ {23} message;
- les messages Ml_123, M2_123 et M3_123 sont combinés en un message M_{123}. - messages M1_123, M2_123 and M3_123 are combined into one message M_ {123}.
[0018] Par souci de cohérence des notations, les messages Ml_1, M2_2 et M3_3 sont également notés respectivement M_{1}, M_{2} et M_{3}. Par conséquent, en sortie du module de séparation / combinaison MOD_SC, on obtient les messages M_{1}, M_{2}, M_{3}, M_{12}, M_{13}, M_{23}, M_{123}. For the sake of consistency of the notations, the messages M1_1, M2_2 and M3_3 are also noted respectively M_ {1}, M_ {2} and M_ {3}. Consequently, at the output of the MOD_SC separation / combination module, we get the messages M_ {1}, M_ {2}, M_ {3}, M_ {12}, M_ {13}, M_ {23}, M_ {123 }.
[0019] Il est à noter que ces messages peuvent être mis en relation avec les parties non vides de l'ensemble E_3 des entiers compris entre 1 et 3. Ainsi, si on note P_1, P_2, P_3, P_4, P_5, P_6 et P_7 les parties non vides de l'ensemble E_3 respectivement égales à {1}, {2}, {3}, {1,2}, {1,3}, {2,3}, {1,2,3}, il existe une relation biunivoque mettant en correspondance les parties non vides de E_3 et lesdits messages, à savoir : M_{1} est relié à P_1, M_{2} est relié à P_2, M_{3} est relié à P_3, M_{12} est relié à P_4, M_{13} est relié à P_5, M_{23} est relié à P_6, M_{123} est relié à P_7. De manière conventionnelle, le module de séparation / combinaison MOD_SC s'appuie sur la connaissance de l'ensemble E_3 pour générer, in fine, les messages M_{2}, M_{3}, M_{12}, M_{13}, M_{23}, M_{123}. It should be noted that these messages can be related to the non-empty parts of the set E_3 of integers between 1 and 3. Thus, if we denote P_1, P_2, P_3, P_4, P_5, P_6 and P_7 the nonempty parts of the set E_3 respectively equal to {1}, {2}, {3}, {1,2}, {1,3}, {2,3}, {1,2,3} , there is a one-to-one relationship matching the parts nonempty of E_3 and said messages, namely: M_ {1} is linked to P_1, M_ {2} is linked to P_2, M_ {3} is linked to P_3, M_ {12} is linked to P_4, M_ {13 } is linked to P_5, M_ {23} is linked to P_6, M_ {123} is linked to P_7. Conventionally, the MOD_SC separation / combination module relies on the knowledge of the set E_3 to generate, ultimately, the messages M_ {2}, M_ {3}, M_ {12}, M_ {13}, M_ {23}, M_ {123}.
[0020] Le dispositif émetteur D_TX comporte également un module de modulation MOD_MOD configuré pour moduler chacun des messages générés par le module de séparation / combinaison MOD_SC sous la forme de flux de données. En référence à la figure 1, le flux de données associé au message M_{1} est noté S_{1}, ..., le flux de données associé au message M_{123} est noté S_{123}. The D_TX transmitter device also includes a MOD_MOD modulation module configured to modulate each of the messages generated by the MOD_SC separation / combination module in the form of a data stream. With reference to FIG. 1, the data stream associated with the message M_ {1} is denoted S_ {1}, ..., the data stream associated with the message M_ {123} is denoted S_ {123}.
[0021] Il convient de noter que, suivant un exemple de réalisation plus particulier (non illustré par la figure 1), le module de modulation MOD_MOD peut comporter deux sous-modules de modulation, à savoir un premier sous-module configuré pour moduler uniquement les messages privés (M_{1}, M_{2}, M_{3}), ainsi qu'un autre sous-module configuré pour moduler uniquement les messages publics (M_{12}, M_{13}, M_{23}, M_{123}). It should be noted that, according to a more particular exemplary embodiment (not illustrated by FIG. 1), the MOD_MOD modulation module may include two modulation sub-modules, namely a first sub-module configured to modulate only private messages (M_ {1}, M_ {2}, M_ {3}), as well as another submodule configured to modulate only public messages (M_ {12}, M_ {13}, M_ {23} , M_ {123}).
[0022] De plus, le dispositif émetteur D_TX comporte aussi un module précodeur MOD_PC configuré pour précoder, suivant un précodeur déterminé, comme par exemple un précodeur MMSE, les flux générés par le module de modulation MOD_MOD. Ainsi, le module précodeur MOD_PC génère pour chacun des flux de données un signal. La génération desdits signaux s'effectue conventionnellement par multiplication d'une matrice de précodage par un vecteur contenant les flux de données générés par le module de modulation MOD_MOD. En référence à la figure 1, le signal associé au flux de données S_{1} est noté X_{1}, ..., le signal associé au flux de données S_{123} est noté X_{123}. In addition, the transmitter device D_TX also includes a MOD_PC precoder module configured to precode, according to a determined precoder, such as for example an MMSE precoder, the streams generated by the MOD_MOD modulation module. Thus, the MOD_PC precoder module generates a signal for each of the data streams. The generation of said signals is carried out conventionally by multiplying a precoding matrix by a vector containing the data streams generated by the modulation module MOD_MOD. With reference to FIG. 1, the signal associated with the data stream S_ {1} is denoted X_ {1}, ..., the signal associated with the data stream S_ {123} is denoted X_ {123}.
[0023] Les signaux ainsi générés par le module précodeur MOD_PC sont transmis vers les antennes d'émission TX_1, TX_2, TX_3 qui les émettent de manière simultanée vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, de sorte qu'un signal résultant, correspondant à la somme des signaux émis par les antennes d'émission à laquelle s'ajoute encore un bruit de transmission (comme par exemple un bruit blanc gaussien), est transmis, via le canal de diffusion H, vers les antennes de réception RX_1, RX_2, RX_3. The signals thus generated by the MOD_PC precoder module are transmitted to the transmitting antennas TX_1, TX_2, TX_3 which transmit them simultaneously to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, so that a resulting signal, corresponding to the sum of the signals emitted by the transmitting antennas to which is also added a transmission noise (such as for example a Gaussian white noise), is transmitted, via the broadcast channel H, to the receiving antennas RX_1, RX_2 , RX_3.
[0024] On note que dans un souci de simplification de la figure 1, seule l'architecture fonctionnelle du dispositif récepteur D_RX_1 est illustrée en détails. Comme cela est décrit ci-après, les autres dispositifs récepteurs D_RX_2 et D_RX_3 disposent d'une architecture fonctionnelle similaire à celle du dispositif récepteur D_RX_1, et peuvent donc bien entendu être représentés de manière similaire. Note that for the sake of simplification of Figure 1, only the functional architecture of the receiver device D_RX_1 is illustrated in detail. As described below, the other receiver devices D_RX_2 and D_RX_3 have a functional architecture similar to that of the receiver device D_RX_1, and can therefore of course be represented in a similar manner.
[0025] Chaque dispositif récepteur D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comporte quant à lui un module de décodage MOD_DEC configuré pour décoder (i.e. opération inverse du précodage) uniquement les signaux associés aux messages qui lui sont destinés, et ainsi générer des flux de données associés auxdits signaux décodés. Each receiver device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comprises for its part a MOD_DEC decoding module configured to decode (ie reverse operation of precoding) only the signals associated with the messages intended for it, and thus generate data streams associated with said decoded signals.
[0026] Ainsi, lorsque que le dispositif récepteur D_RX_1 reçoit, via son antenne de réception RX_1, ledit signal résultant, il décode uniquement les parties dudit signal résultant correspondant aux signaux X_{1}, X_{12}, X_{13} et X_{123}, de sorte à obtenir les flux de données S_{1}, S_{12}, S_{13} et S_{123}. De manière similaire, le dispositif récepteur D_RX_2 décode uniquement les parties dudit signal résultant correspondant aux signaux X_{2}, X_{12}, X_{23} et X_{123}, de sorte à obtenir les flux de données S_{2}, S_{12}, S_{23} et S_{123}. Le dispositif récepteur D_RX_3, quant à lui, décode uniquement les parties dudit signal résultant correspondant aux signaux X_{3}, X_{13}, X_{23} et X_{123}, de sorte à obtenir les flux de données S_{3}, S_{13}, S_{23} et S_{123}. Thus, when the receiver device D_RX_1 receives, via its receiving antenna RX_1, said resulting signal, it decodes only the parts of said resulting signal corresponding to the signals X_ {1}, X_ {12}, X_ {13} and X_ {123}, so as to obtain the data streams S_ {1}, S_ {12}, S_ {13} and S_ {123}. Similarly, the receiver device D_RX_2 decodes only the parts of said resulting signal corresponding to the signals X_ {2}, X_ {12}, X_ {23} and X_ {123}, so as to obtain the data streams S_ {2} , S_ {12}, S_ {23} and S_ {123}. The receiver device D_RX_3, for its part, decodes only the parts of said resulting signal corresponding to the signals X_ {3}, X_ {13}, X_ {23} and X_ {123}, so as to obtain the data streams S_ {3 }, S_ {13}, S_ {23} and S_ {123}.
[0027] L'identification par un dispositif récepteur D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 des seules parties du signal résultant qu'il doit décoder s'effectue de manière connue en soi, par exemple à partir de l'analyse d'en-têtes insérés dans les signaux X_{1},..., X_{123}. The identification by a receiver device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 of the only parts of the resulting signal that it must decode is carried out in a manner known per se, for example from the analysis of headers inserted in the signals X_ {1}, ..., X_ {123}.
[0028] Dans un exemple plus spécifique de réalisation, chaque en-tête est constitué de trois bits. Un en-tête 100 / 010 / 001 d'un signal implique que le signal associé doit être décodé par le dispositif récepteur D_RX_1 / D_RX_2 / D_RX_3 uniquement. Un en-tête 110 / 011 / 101 d'un signal implique que le signal associé doit être décodé par les dispositifs récepteurs D_RX_1 et D_RX_2 / D_RX_2 et D_RX_3 / D_RX_1 et D_RX_3. Enfin, un en-tête 111 d'un signal implique que le signal associé doit être décodé par les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2 et D_RX_3. In a more specific embodiment, each header consists of three bits. A 100/010/001 header of a signal implies that the associated signal must be decoded by the receiving device D_RX_1 / D_RX_2 / D_RX_3 only. A 110/011/101 header of a signal implies that the associated signal must be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D_RX_2 / D_RX_2 and D_RX_3 / D_RX_1 and D_RX_3. Finally, a header 111 of a signal implies that the associated signal must be decoded by the receiving devices D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3.
[0029] Par ailleurs, chaque dispositif récepteur D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comporte un module de démodulation MOD_DEM configuré pour démoduler les flux de données associés aux signaux décodés par le module de décodage MOD_DEC qui l'équipe. Furthermore, each receiver device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comprises a MOD_DEM demodulation module configured to demodulate the data streams associated with the signals decoded by the MOD_DEC decoding module which equips it.
[0030] Ainsi, le module de démodulation MOD_DEM du dispositif récepteur D_RX_1 génère les messages M_{1}, M_{12}, M_{13} et M_{123} à partir des flux de données S_{1}, S_{12}, S_{13} et S_{123}. Le module de démodulation MOD_DEM du dispositif récepteur D_RX_2 génère les messages M_{2}, M_{12}, M_{23} et M_{123} à partir des flux de données S_{2}, S_{12}, S_{23} et S_{123}. Et le module de démodulation MOD_DEM du dispositif récepteur D_RX_3 génère les messages M_{3}, M_{13}, M_{23} et M_{123} à partir des flux de données S_{3}, S_{13}, S_{23} et S_{123}. Thus, the MOD_DEM demodulation module of the receiver device D_RX_1 generates the messages M_ {1}, M_ {12}, M_ {13} and M_ {123} from the data streams S_ {1}, S_ {12 }, S_ {13} and S_ {123}. The MOD_DEM demodulation module of the receiver device D_RX_2 generates the messages M_ {2}, M_ {12}, M_ {23} and M_ {123} from the data streams S_ {2}, S_ {12}, S_ {23 } and S_ {123}. And the MOD_DEM demodulation module of the receiving device D_RX_3 generates the messages M_ {3}, M_ {13}, M_ {23} and M_ {123} from the data streams S_ {3}, S_ {13}, S_ { 23} and S_ {123}.
[0031] Chaque dispositif récepteur D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 comporte également un module d'assemblage MOD_ASS configuré pour assembler entre eux tout ou partie des messages obtenus par le module de démodulation MOD_DEC qui l'équipe, de sorte à obtenir le message qui lui est destiné. [0032] Ainsi, le module d'assemblage MOD_ASS du dispositif réœpteur D_RX_1 génère le message Ml à partir des messages M_{12}, M_{13} et M_{123}. Plus particulièrement, le message Ml est obtenu par assemblage du message Ml_1 (qui correspond à M_{1}) avec le message Ml_12 (extrait de M_{12}), le message Ml_13 (extrait de M_{13}) et le message Ml_123 (extrait de M_{123}). Each receiver device D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 also comprises an assembly module MOD_ASS configured to assemble together all or part of the messages obtained by the MOD_DEC demodulation module which equips it, so as to obtain the message which is assigned to it. intended. Thus, the MOD_ASS assembly module of the D_RX_1 receiver device generates the message M1 from the messages M_ {12}, M_ {13} and M_ {123}. More particularly, the message Ml is obtained by assembling the message Ml_1 (which corresponds to M_ {1}) with the message Ml_12 (extract from M_ {12}), the message Ml_13 (extract from M_ {13}) and the message Ml_123 (taken from M_ {123}).
[0033] De manière similaire, le module d'assemblage MOD_ASS du dispositif récepteur D_RX_2 génère le message M2 à partir des messages M_{2}, M_{12}, M_{23} et M_{123}. Plus particulièrement, le message M2 est obtenu par assemblage du message M2_2 (qui correspond à M_{2}) avec le message M2_12 (extrait de M_{12}), le message M2_23 (extrait de M_{23}) et le message M2_123 (extrait de M_{123}). Similarly, the MOD_ASS assembly module of the receiver device D_RX_2 generates the message M2 from the messages M_ {2}, M_ {12}, M_ {23} and M_ {123}. More particularly, the message M2 is obtained by assembling the message M2_2 (which corresponds to M_ {2}) with the message M2_12 (extracted from M_ {12}), the message M2_23 (extracted from M_ {23}) and the message M2_123 (taken from M_ {123}).
[0034] Le module d'assemblage MOD_ASS du dispositif récepteur D_RX_3 génère, quant à lui, le message M3 à partir des messages M_{3}, M_{13}, M_{23} et M_{123}. Plus particulièrement, le message M3 est obtenu par assemblage du message M3_3 (qui correspond à M_{3}) avec le message M3_13 (extrait de M_{13}), le message M3_23 (extrait de M_{23}) et le message M3_123 (extrait de M_{123}). The MOD_ASS assembly module of the receiver device D_RX_3 generates, for its part, the message M3 from the messages M_ {3}, M_ {13}, M_ {23} and M_ {123}. More particularly, the message M3 is obtained by assembling the message M3_3 (which corresponds to M_ {3}) with the message M3_13 (extracted from M_ {13}), the message M3_23 (extracted from M_ {23}) and the message M3_123 (taken from M_ {123}).
[0035] Un schéma de division de débit tel que décrit d-avant dans son prindpe général est conventionnellement mis œuvre sous respect d'une pluralité de contraintes liées aux messages échangés. En effet, comme mentionné auparavant, un objectif visé est de pouvoir atteindre n'importe quel point de la région de capacité du canal de diffusion. Néanmoins, l'atteinte de cet objectif doit être envisagée en tenant compte du fait que le débit de chaque message est majoré par une limite supérieure théorique qui dépend, notamment, et de manière connue en soi, des coeffidents de la matrice du canal de diffusion au moment où ledit message est émis par le dispositif émetteur ainsi que d'une matrice de covariance des signaux associés audit message (i.e. les signaux générés par le module précodeur MOD_PC du dispositif émetteur D_TX dans l'exemple de la figure 1). Pour plus d'informations concernant ladite limite supérieure théorique du débit d'un message, l'homme du métier peut se référer par exemple à la section 4 du document de Y. Mao et al. déjà cité auparavant. A flow division scheme as described above in its general principle is conventionally implemented while respecting a plurality of constraints related to the messages exchanged. Indeed, as mentioned before, one objective is to be able to reach any point of the capacity region of the broadcast channel. Nevertheless, the achievement of this objective must be considered taking into account the fact that the rate of each message is increased by a theoretical upper limit which depends, in particular, and in a manner known per se, on the coeffidents of the matrix of the diffusion channel. at the time when said message is sent by the sending device as well as a covariance matrix of the signals associated with said message (ie the signals generated by the precoder module MOD_PC of the sending device D_TX in the example of FIG. 1). For more information concerning said theoretical upper limit of the throughput of a message, those skilled in the art can refer, for example, to section 4 of the document by Y. Mao et al. already mentioned before.
[0036] Par ailleurs, il convient de noter que le débit d'un message peut également être nul. Le fait que le débit d'un message soit nul signifie qu'un dispositif réœpteur destiné à décoder ledit message n'est finalement pas en mesure de le faire. Une telle situation se produit typiquement lorsqu'un message est destiné à être décodé par une pluralité de dispositifs récepteurs, mais qu'au moins un desdits dispositifs réœpteur, du fait de sa position spatiale, ne peut finalement pas être servi par le dispositif émetteur (i.e. le dispositif réœpteur non servi est positionné à distance du lobe principal via lequel est transmis le message destiné à être décodé par ladite pluralité de dispositifs récepteurs, de sorte que l'atténuation de puissance dans la direction dudit dispositif récepteur non servi est trop importante pour que ce dernier soit en mesure de recevoir ledit message et donc le décoder). Furthermore, it should be noted that the bit rate of a message can also be zero. The fact that the bit rate of a message is zero means that a receiving device intended to decode said message is ultimately not able to do so. Such a situation typically arises when a message is intended to be decoded by a plurality of receiving devices, but at least one of said receiving devices, due to its spatial position, cannot ultimately be served by the sending device ( ie the unused receiver device is positioned at a distance from the main lobe via which is transmitted the message intended to be decoded by said plurality of receiver devices, so that the power attenuation in the direction of said unused receiving device is too large for the latter to be able to receive said message and therefore decode it).
[0037] A titre illustratif, et en reprenant l'exemple de la figure 1, on a que le message M_{123} doit être décodé par les trois dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2 et D_RX_3. Ce message M_{123} est transmis vers lesdits dispositifs récepteurs via le signal résultant qui comprend notamment le signal X_{123} associé audit message M_{123}. Supposons maintenant que le dispositif récepteur D_RX_3 est suffisamment éloigné des dispositifs récepteurs D_RX_1 et D_RX_2 de sorte que le faisceau avec lequel est transmis le signal X_{123} ne couvre pas ledit dispositif récepteur D_RX_3. Dès lors, ce signal X_{123} (c'est-à-dire, de manière équivalente, le message M_{123}) ne peut pas être décodé par le dispositif récepteur D_RX_3, de sorte que le débit du message M_{123} est nul. By way of illustration, and taking the example of Figure 1, we have that the message M_ {123} must be decoded by the three receiving devices D_RX_1, D_RX_2 and D_RX_3. This message M_ {123} is transmitted to said receiving devices via the resulting signal which comprises in particular the signal X_ {123} associated with said message M_ {123}. Suppose now that the receiver device D_RX_3 is sufficiently far from the receiver devices D_RX_1 and D_RX_2 so that the beam with which the signal X_ {123} is transmitted does not cover said receiver device D_RX_3. Therefore, this signal X_ {123} (that is to say, in an equivalent manner, the message M_ {123}) cannot be decoded by the receiving device D_RX_3, so that the bit rate of the message M_ {123 } is zero.
[0038] En pratique, le fait qu'au moins un dispositif récepteur ne puisse être servi en même temps que d'autres dispositifs récepteurs est chose courante, eu égard aux positions respectives desdits dispositifs récepteurs et de l'utilisation d'un précodeur de type particulier. En conséquence, en implémentant un schéma de division de débit tel que connu actuellement dans l'état de l'art, des messages sont transmis vers des dispositifs récepteurs alors même que ces messages ne peuvent être décodés, leurs débits respectifs étant donc nuis. In practice, the fact that at least one receiving device cannot be served at the same time as other receiving devices is common, having regard to the respective positions of said receiving devices and the use of a precoder of particular type. Consequently, by implementing a rate division scheme as currently known in the state of the art, messages are transmitted to receiving devices even though these messages cannot be decoded, their respective rates therefore being impaired.
[0039] Une telle manière de procéder est clairement problématique, et ce pour plusieurs raisons. D'une part, un message dont le débit associé est nul ne contribue évidemment pas à la somme des débits respectivement associés à tous les messages générés selon un schéma de division de débit. Autrement dit, un message de débit nul ne participe pas à l'objectif visé, à savoir pouvoir atteindre n'importe quel point de la région de capacité du canal de diffusion, et peut donc être considéré comme inutile à l'égard dudit objectif. Such a procedure is clearly problematic, for several reasons. On the one hand, a message whose associated bit rate is zero obviously does not contribute to the sum of the bit rates respectively associated with all the messages generated according to a bit rate division scheme. In other words, a zero bit rate message does not participate in the intended objective, namely to be able to reach any point of the capacity region of the broadcast channel, and can therefore be considered unnecessary with regard to said objective.
[0040] D'autre part, la complexité de mise en œuvre d'un schéma de division de débit augmente à mesure que le nombre de dispositifs récepteurs augmente lui aussi. En effet, si K dispositifs récepteurs comportant chacun une antenne de réception sont considérés (K étant un entier strictement supérieur à 1), le nombre de messages à émettre sous forme de signaux via les antennes d'émission du dispositif émetteur est égal à 2K - 1. Or, comme évoqué ci-avant, des messages parmi ces 2K - 1 messages ne peuvent être décodés, alors même que leur génération et leur émission est consommatrice en ressources matérielles et logicielles. On the other hand, the complexity of implementing a flow division scheme increases as the number of receiving devices also increases. Indeed, if K receiving devices each comprising a receiving antenna are considered (K being an integer strictly greater than 1), the number of messages to be transmitted in the form of signals via the transmission antennas of the transmitting device is equal to 2 K - 1. However, as mentioned above, messages among these 2 K - 1 messages cannot be decoded, even though their generation and transmission consumes material and software resources.
[0041] En définitive, ces deux aspects (génération et émission de messages inutiles, investissement matériel et logiciel conséquent pour générer de nombreux messages dont lesdits messages inutiles) font qu'un schéma de division de débit tel que connu actuellement se révèle être particulièrement inefficient. Exposé de llnvention Ultimately, these two aspects (generation and transmission of unnecessary messages, substantial investment in hardware and software to generate many messages including said unnecessary messages) mean that a flow division scheme as currently known turns out to be particularly inefficient . Disclosure of the invention
[0042] La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution qui permette de contrôler le nombre de messages à émettre parmi tous les messages qu'il serait possible de générer avec un schéma de division de débit de l'art antérieur, et donc en particulier de réduire la quantité d'information transmise vers des dispositifs récepteurs tout en garantissant que les débits respectivement associés auxdits messages à émettre contribuent à augmenter de manière efficace la somme des débits. The object of the present invention is to remedy all or part of the drawbacks of the prior art, in particular those set out above, by proposing a solution which makes it possible to control the number of messages to be sent among all the messages that it would be possible to generate with a flow division scheme of the prior art, and therefore in particular to reduce the quantity of information transmitted to receiving devices while ensuring that the speeds respectively associated with said messages to be transmitted contribute to increasing by effectively the sum of the flow rates.
[0043] A cet effet, et selon un premier aspect, llnvention concerne un procédé de détermination de messages destinés à être émis, via un canal de diffusion donné, par un dispositif émetteur comportant M antennes d'émission vers K dispositifs récepteurs comportant chacun une antenne de réception, chaque dispositif récepteur étant indexé par un entier naturel distinct compris entre 1 et K, M et K étant strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K et le canal de diffusion s'écrivant sous la forme d'une matrice complexe H de taille K x M. Ledit procédé comporte, pour chaque élément P_i de cardinal inférieur à K et appartenant à un ensemble E_S correspondant à l'ensemble des parties non vides P_1, P_2, ..., de l'ensemble E_K des entiers naturels compris entre 1 et K, un ensemble d'étapes de : To this end, and according to a first aspect, the invention relates to a method for determining messages intended to be transmitted, via a given broadcast channel, by a transmitter device comprising M transmit antennas to K receiver devices each comprising a receiving antenna, each receiving device being indexed by a distinct natural number between 1 and K, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the broadcast channel being written in the form of a matrix complex H of size K x M. Said method comprises, for each element P_i of cardinality less than K and belonging to a set E_S corresponding to the set of non-empty parts P_1, P_2, ..., of the set E_K of the natural numbers between 1 and K, a set of steps of:
- détermination, par permutation de la matrice H, d'une matrice H_i, la ligne d'indice k de H_i, pour k compris entre 1 et le cardinal C_i de P_i, correspondant à la ligne t_k de H, t_k étant le k-ième entier, par ordre croissant, de P_i, - determination, by permutation of the matrix H, of a matrix H_i, the line of index k of H_i, for k between 1 and the cardinal C_i of P_i, corresponding to the line t_k of H, t_k being the k- ith integer, in ascending order, of P_i,
- détermination d'une décomposition LQ de la matrice H_i, de sorte que H_i est égale à L_i x Q i avec
Figure imgf000010_0001
où Ll_i, L2_i et V_i ont pour dimensions respectives C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x- determination of a decomposition LQ of the matrix H_i, so that H_i is equal to L_i x Q i with
Figure imgf000010_0001
where Ll_i, L2_i and V_i have respective dimensions C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x
C_i, This,
- calcul d'une matrice W_i solution de l'équation : - calculation of a matrix W_i solution of the equation:
V_i + L2_i x W_i =0, V_i + L2_i x W_i = 0,
- comparaison d'une norme de la matrice W_i avec un seuil α donné, et, si la norme de W_i est inférieure audit seuil a, - comparison of a norm of the matrix W_i with a given threshold α, and, if the norm of W_i is lower than said threshold a,
- sélection dans l'ensemble E_S du ou des éléments, dits « cibles », ayant une intersection non vide avec P_i ainsi qu'avec l'ensemble E_K privé de P_i , ledit procédé comportant en outre, à l'issue des itérations dudit ensemble d'étapes et si un ou plusieurs éléments cibles ont été sélectionnés, une étape de suppression dudit ou desdits éléments cibles de l'ensemble E_S, un élément non supprimé de l'ensemble E_S déterminant un message, parmi un ensemble de messages générés selon un schéma de division de débit, destiné à être émis par le dispositif émetteur vers les dispositifs récepteurs et décodé par le ou les dispositifs récepteurs dont l'indice est égal à un entier dudit élément non supprimé. selection from the set E_S of the element or elements, called “targets”, having a non-empty intersection with P_i as well as with the set E_K deprived of P_i, said method further comprising, at the end of the iterations of said set of steps and if one or more target elements have been selected, a step of deleting said target element (s) from the set E_S, an element not deleted from the set E_S determining a message, from among a set of messages generated according to a flow division diagram, intended to be transmitted by the sending device to the receiving devices and decoded by the receiving device (s) whose index is equal to an integer of said non-deleted element.
[0044] Ainsi, l'invention permet d'identifier, parmi un ensemble de messages générés selon un schéma de division de débit (comme par exemple les messages M_{1}, M_{2}, M_{3},Thus, the invention makes it possible to identify, among a set of messages generated according to a flow division scheme (such as for example the messages M_ {1}, M_ {2}, M_ {3},
M_{12}, M_{13}, M_{23}, M_{123} décrits en référence à la figure 1), des messages dont les contributions respectives à l'élévation de la somme des débits sont jugées faibles. Ces messages ainsi identifiés sont déterminés par les éléments cibles sélectionnés selon l'invention, et ne sont pas destinés à être émis par le dispositif émetteur. M_ {12}, M_ {13}, M_ {23}, M_ {123} described with reference to FIG. 1), messages whose respective contributions to the increase in the sum of the bit rates are considered low. These messages thus identified are determined by the target elements selected according to the invention, and are not intended to be sent by the sending device.
[0045] L'invention permet donc de limiter le nombre de messages émis par le dispositif émetteur vers les dispositifs récepteurs en comparaison avec les solutions de l'art antérieur. En effet, seuls les messages associés aux éléments non supprimés de l'ensemble E_S sont destinés à être transmis, via le canal de diffusion H, vers les dispositifs récepteurs. Les messages effectivement émis représentent donc uniquement une partie de l'ensemble des messages qui auraient sinon été émis conformément aux solutions de l'art antérieur. The invention therefore makes it possible to limit the number of messages sent by the sending device to the receiving devices in comparison with the solutions of the prior art. Indeed, only the messages associated with the elements not deleted from the set E_S are intended to be transmitted, via the broadcast channel H, to the receiving devices. The messages actually sent therefore represent only a part of the set of messages which would otherwise have been sent in accordance with the solutions of the prior art.
[0046] De cette manière, la quantité d Information destinée à être transmise vers les dispositifs récepteurs est réduite alors même que les débits respectivement associés aux messages effectivement destinés à être transmis contribuent à augmenter de manière efficace la somme des débits. In this way, the amount of information intended to be transmitted to the receiving devices is reduced even though the rates respectively associated with the messages actually intended to be transmitted contribute to effectively increasing the sum of the rates.
[0047] Par « efficace », on fait référence ici au fait que la suppression d'éléments de l'ensemble E_S réduit nécessairement la somme des débits, en raison de la non émission des messages associés auxdits éléments supprimés. Cela étant, cette réduction de la somme des débits est, dans le cadre de la présente invention, inférieure à log2(1+α2), comme l'ont constaté et démontré les inventeurs. By "effective", we refer here to the fact that the deletion of elements of the set E_S necessarily reduces the sum of the bit rates, due to the non-transmission of the messages associated with said deleted elements. However, this reduction in the sum of the flow rates is, in the context of the present invention, less than log 2 (1 + α 2 ), as the inventors have observed and demonstrated.
[0048] En d'autres termes, le fait de considérer le seuil α dans la présente invention permet de réaliser un compromis entre la quantité d'information que l'on consent à ne pas émettre vers les dispositifs récepteurs et la somme des débits que l'on cherche à maximiser eu égard à l'objectif visé (atteindre n'importe quel point de la région de capacité du canal de diffusion H). On note d'ailleurs que plus α est proche de 0, plus la quantité d'information qui n'est pas émise, du fait de ladite sélection dans l'ensemble E_S, est faible (i.e. plus le nombre d'éléments cibles sélectionnés dans l'ensemble E_S est faible, et donc corrélativement, plus le nombre de messages émis est important). A contrario, plus α est grand, plus la quantité d'information que l'on consent à ne pas émettre est importante (i.e. plus le nombre d'éléments cibles sélectionnés dans l'ensemble E_S est importante, et donc corrélativement, plus le nombre de messages émis est faible). En ce sens, α représente bien un paramètre de contrôle du nombre de messages à émettre. [0049] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé de détermination peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. In other words, the fact of considering the threshold α in the present invention makes it possible to achieve a compromise between the quantity of information that one agrees not to send to the receiving devices and the sum of the bit rates that one seeks to maximize with regard to the targeted objective (to reach any point of the capacity region of the diffusion channel H). It should also be noted that the closer α is to 0, the lower the quantity of information which is not transmitted, due to said selection in the set E_S, (ie the more the number of target elements selected in the set E_S is low, and therefore correlatively, the greater the number of messages sent). Conversely, the larger α, the greater the quantity of information that one agrees not to transmit (i.e. the greater the number of target elements selected in the set E_S, and therefore correlatively, the greater the number number of messages sent is low). In this sense, α does indeed represent a parameter for controlling the number of messages to be sent. In particular embodiments, the determination method may further include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination.
[0050] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé comporte une étape préliminaire d'obtention de l'ensemble E_S. In particular modes of implementation, the method comprises a preliminary step of obtaining the set E_S.
[0051] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, la matrice W_i est calculée égale au produit de l'inverse de Moore-Penrose de la matrice -L2_i avec la matrice V_i. In particular embodiments, the matrix W_i is calculated equal to the product of the Moore-Penrose inverse of the -L2_i matrix with the matrix V_i.
[0052] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le seuil α est compris entre 0 et 10000. In particular modes of implementation, the threshold α is between 0 and 10,000.
[0053] Il convient de noter que le seuil α n'admet théoriquement aucune borne supérieure, et peut donc être virtuellement choisi infini. Il n'en reste pas moins que considérer une borne supérieure égale à 10000 est un choix considéré comme pertinent par les inventeurs pour mettre en œuvre l'invention dans le cadre de n'importe quelle application, notamment les plus récentes (télévision multi-vues, télévision à point de vue libre, affichage 3D à l'œil nu, réalité virtuelle , etc.) It should be noted that the threshold α theoretically admits no upper limit, and can therefore be chosen to be virtually infinite. The fact remains that considering an upper limit equal to 10,000 is a choice considered relevant by the inventors for implementing the invention in the context of any application, in particular the most recent (multi-view television , free point of view television, naked eye 3D display, virtual reality, etc.)
[0054] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de communication entre un dispositif émetteur comportant M antennes d'émission et K dispositifs récepteurs comportant chacun une antenne de réception, le dispositif émetteur étant séparé des dispositifs récepteurs par un canal de diffusion donné, M et K étant strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K et le canal de diffusion s'écrivant sous la forme d'une matrice complexe H de taille K x M ledit procédé de communication comportant : According to a second aspect, the invention relates to a method of communication between a transmitting device comprising M transmitting antennas and K receiving devices each comprising a receiving antenna, the transmitting device being separated from the receiving devices by a broadcasting channel. given, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the diffusion channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M, said communication method comprising:
- une étape de détermination de messages destinés à être émis, via le canal de diffusion, par le dispositif émetteur vers les dispositifs récepteurs conformément à un procédé de détermination selon l'invention, a step of determining messages intended to be sent, via the broadcasting channel, by the sending device to the receiving devices in accordance with a determination method according to the invention,
- une étape d'émission, par le dispositif émetteur et vers lesdits dispositifs récepteurs, desdits messages déterminés, a step of sending, by the sending device and to said receiving devices, said determined messages,
- une étape de réception, par lesdits dispositifs récepteurs, desdits messages déterminés. a step of reception, by said receiving devices, of said determined messages.
[0055] Selon un troisième aspect, l'invention concerne un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de détermination selon l'invention ou du procédé de communication selon l'invention lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. According to a third aspect, the invention relates to a computer program comprising instructions for implementing the determination method according to the invention or the communication method according to the invention when said program is executed by a computer .
[0056] Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. [0057] Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un support d'informations ou d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur selon llnvention. This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in n ' any other desirable shape. According to a fourth aspect, the invention relates to an information or recording medium readable by a computer on which is recorded a computer program according to llnvention.
[0058] Le support d'informations ou d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy dise) ou un disque dur. The information or recording medium can be any entity or device capable of storing the program. For example, the medium may comprise a storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or else a magnetic recording means, for example a floppy disk or a disk. hard.
[0059] D'autre part; le support d'informations ou d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet. On the other hand; the information or recording medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means. The program according to the invention can in particular be downloaded from an Internet type network.
[0060] Alternativement, le support d'informations ou d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question. Alternatively, the information or recording medium can be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
[0061] Selon un cinquième aspect, llnvention concerne un dispositif de détermination de messages destinés à être émis, via un canal de diffusion donné, par un dispositif émetteur comportant M antennes d'émission vers K dispositifs récepteurs comportant chacun une antenne de réception, chaque dispositif récepteur étant indexé par un entier naturel distinct compris entre 1 et K, M et K étant strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K et le canal de diffusion s'écrivant sous la forme d'une matrice complexe H de taille K x M. Ledit dispositif de détermination comporte : According to a fifth aspect, the invention relates to a device for determining messages intended to be transmitted, via a given broadcast channel, by a transmitter device comprising M transmit antennas to K receiver devices each comprising a receive antenna, each receiving device being indexed by a distinct natural number between 1 and K, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the diffusion channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M. Said determination device comprises:
- un premier module de détermination, configuré pour déterminer, pour un élément P_i de cardinal inférieur à K et appartenant à un ensemble E_S correspondant à l'ensemble des parties non vides P_1, P_2, ..., de l'ensemble E_K des entiers naturels compris entre 1 et K, et par permutation de la matrice H, une matrice H_i, la ligne d'indice k de H_i, pour k compris entre 1 et le cardinal C_i de P_i, correspondant à la ligne t_k de H, t_k étant le k-ième entier, par ordre croissant, de P_i, - a first determination module, configured to determine, for an element P_i of cardinality less than K and belonging to a set E_S corresponding to the set of non-empty parts P_1, P_2, ..., of the set E_K of integers natural values between 1 and K, and by permutation of the matrix H, a matrix H_i, the line of index k of H_i, for k between 1 and the cardinal C_i of P_i, corresponding to the line t_k of H, t_k being the k-th integer, in ascending order, of P_i,
- un deuxième module de détermination, configuré pour déterminer une décomposition LQ de la matrice H_i, de sorte que H_i est égale à L_i x Q_i avec
Figure imgf000013_0001
où Ll_i, L2_i et V_i ont pour dimensions respectives C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x- a second determination module, configured to determine a decomposition LQ of the matrix H_i, so that H_i is equal to L_i x Q_i with
Figure imgf000013_0001
where Ll_i, L2_i and V_i have respective dimensions C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x
C_i, This,
- un module de calcul, configuré pour calculer une matrice W_i solution de l'équation : V_i + L2_i x W_i =0, - un module de comparaison, configuré pour comparer une norme de la matrice W_i avec un seuilα donné, - a calculation module, configured to calculate a matrix W_i solution of the equation: V_i + L2_i x W_i = 0, - a comparison module, configured to compare a standard of the matrix W_i with a given threshold α,
- un module de sélection, configuré pour sélectionné dans l'ensemble E_S, si la norme de W_i est inférieure audit seuil a, le ou les ensembles, dits « cibles », ayant une intersection non vide avec P J ainsi qu'avec l'ensemble E_K privé de P J , a selection module, configured to be selected from the set E_S, if the norm of W_i is less than said threshold a, the set or sets, called “targets”, having a non-empty intersection with PJ as well as with the set PJ's private E_K,
- un module de suppression, configuré pour supprimer, si un ou plusieurs éléments cibles ont été sélectionné, ledit ou lesdits éléments cibles de l'ensemble E_S, un élément non supprimé de l'ensemble E_S déterminant un message, parmi un ensemble de messages générés selon un schéma de division de débit, destiné à être émis par le dispositif émetteur vers les dispositifs récepteurs et décodé par le ou les dispositifs récepteurs dont l'indice est égal à un entier dudit élément non supprimé. a deletion module, configured to delete, if one or more target elements have been selected, said target element (s) of the set E_S, an element not deleted from the set E_S determining a message, from among a set of generated messages according to a flow division scheme, intended to be transmitted by the sending device to the receiving devices and decoded by the receiving device (s) whose index is equal to an integer of said non-deleted element.
[0062] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le dispositif de détermination peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. In particular embodiments, the determination device may further include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination.
[0063] Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de détermination comportant également un module d'obtention configuré pour obtenir ledit ensemble E_S. In particular embodiments, the determination device also comprising an obtaining module configured to obtain said set E_S.
[0064] Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de détermination est compris dans le dispositif émetteur. In particular embodiments, the determination device is included in the transmitter device.
[0065] Selon un sixième aspect, l'invention concerne un système de communication comprenant un dispositif émetteur comportant M antennes d'émission et K dispositifs récepteurs comportant chacun une antenne de réception, le dispositif émetteur étant séparé des dispositifs récepteurs par un canal de diffusion donné, M et K étant strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K et le canal de diffusion s'écrivant sous la forme d'une matrice complexe H de taille K x M. Ledit système de communication comprend également un dispositif de détermination de messages selon l'invention. According to a sixth aspect, the invention relates to a communication system comprising a transmitting device comprising M transmitting antennas and K receiving devices each comprising a receiving antenna, the transmitting device being separated from the receiving devices by a broadcasting channel. given, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the diffusion channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M. Said communication system also comprises a determination device messages according to the invention.
Brève description des dessins Brief description of the drawings
[0066] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures : Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the appended drawings which illustrate an exemplary embodiment thereof without any limiting nature. In the figures:
[Fig. 1] la figure 1 représente schématiquement un système de communication selon l'état de l'art, ledit système comportant un dispositif émetteur configuré pour générer des messages selon un schéma de division de débit et émettre lesdits messages, ainsi que des dispositifs récepteurs configurés pour recevoir et décoder tout ou partie desdits messages ; [Fig. 2] la figure 2 représente schématiquement un mode particulier de réalisation d'un système de communication selon l'invention ; [Fig. 1] FIG. 1 schematically represents a communication system according to the state of the art, said system comprising a sending device configured to generate messages according to a flow division diagram and to send said messages, as well as receiving devices configured for receive and decode all or part of said messages; [Fig. 2] FIG. 2 schematically represents a particular embodiment of a communication system according to the invention;
[Fig. 3] la figure 3 représente schématiquement un exemple d'architecture matérielle d'un dispositif de détermination appartenant au système de la figure 1 et configuré pour mettre en œuvre un procédé de détermination selon l'invention ; [Fig. 3] FIG. 3 schematically represents an example of the hardware architecture of a determination device belonging to the system of FIG. 1 and configured to implement a determination method according to the invention;
[Fig. 4] la figure 4 représente, sous forme d'ordinogramme, un mode particulier de mise en œuvre dudit procédé de détermination ; [Fig. 4] FIG. 4 represents, in the form of a flowchart, a particular mode of implementation of said determination method;
[Fig. 5] la figure 5 représente, sous forme d'ordinogramme, les principales étapes d'un procédé de communication selon l'invention. [Fig. 5] FIG. 5 represents, in the form of a flowchart, the main steps of a communication method according to the invention.
Description des modes de réalisation Description of the embodiments
[0067] La figure 2 représente schématiquement un mode particulier de réalisation d'un système 10 de communication selon l'invention. FIG. 2 schematically represents a particular embodiment of a communication system 10 according to the invention.
[0068] Tel quillustré par la figure 2, le système 10 de communication est un système multi- antennes ou MIMO comprenant : As illustrated by FIG. 2, the communication system 10 is a multi-antenna or MIMO system comprising:
- un dispositif émetteur D_TX comportant M antennes d'émission TX_1, TX_2,..., T_M ; a transmitter device D_TX comprising M transmit antennas TX_1, TX_2, ..., T_M;
- K dispositif récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K attachés (« attached » selon la terminologie anglo-saxonne) au dispositif émetteur D_TX, chaque dispositif récepteur D_RX_1,- K receiver device D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K attached (“attached” according to English terminology) to the transmitter device D_TX, each receiver device D_RX_1,
D_RX_2,..., D_RX_K comportant une antenne de réception RX_1, RX_2,..., RX_K et étant indexé par un entier naturel distinct compris entre 1 et K (indice 1 pour D_RX_1,..., indice K pour D_RX_K). D_RX_2, ..., D_RX_K comprising a receiving antenna RX_1, RX_2, ..., RX_K and being indexed by a distinct natural number between 1 and K (index 1 for D_RX_1, ..., index K for D_RX_K).
[0069] Conformément à l'invention, M et K sont des nombres entiers strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K. Il convient cependant de noter qu'aucune limitation n'est attachée aux valeurs respectives desdits nombres M et K dès lors que ces derniers sont strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K. According to the invention, M and K are integers strictly greater than 1 with M greater than or equal to K. However, it should be noted that no limitation is attached to the respective values of said numbers M and K from when the latter are strictly greater than 1 with M greater than or equal to K.
[0070] Par ailleurs, le dispositif émetteur D_TX est séparé des dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K par un canal de diffusion donné s'écrivant sous la forme d'une matrice H complexe de taille K x M. Furthermore, the transmitter device D_TX is separated from the receiver devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K by a given broadcast channel written in the form of a complex matrix H of size K x M.
[0071] Dans l'exemple de la figure 2, le dispositif émetteur D_TX est une station de base. Chacun desdits dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K est quant à lui un téléphone cellulaire de type smartphone. In the example of FIG. 2, the transmitter device D_TX is a base station. Each of said receiver devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K is for its part a cell phone of the smartphone type.
[0072] Il convient cependant de noter qu'aucune limitation n'est attachée aux formes structurelles pouvant être prises respectivement par le dispositif émetteur D_TX et les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K. Par exemple, le dispositif émetteur peut être un émetteur Wi-FI comme par exemple une borne Wi-Fi, et un dispositif récepteur D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K peut être un terminal, comme par exemple une tablette tactile, un assistant personnel numérique, un ordinateur personnel, etc. It should however be noted that no limitation is attached to the structural forms that can be taken respectively by the transmitter device D_TX and the receiver devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K. For example, the sending device can be a Wi-FI transmitter such as for example a Wi-Fi terminal, and a receiving device D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K can be a terminal, such as for example a touch pad, a personal digital assistant, a personal computer, etc.
[0073] Par ailleurs, et pour la suite de la description, on considère de manière non limitative que le dispositif émetteur D_TX est configuré pour émettre, via ses antennes d'émission TX_1, TX_2,..., TX_K, des signaux radioélectriques correspondant à des signaux de téléphonie mobile de type 5G. Dit encore autrement, le système 10 de communication s'appuie sur un réseau de communication qui est un réseau mobile de type 5G. Furthermore, and for the remainder of the description, it is considered in a non-limiting manner that the transmitter device D_TX is configured to transmit, via its transmission antennas TX_1, TX_2, ..., TX_K, corresponding radio signals to 5G-type mobile telephony signals. In other words, the communication system 10 is based on a communication network which is a 5G type mobile network.
[0074] Il convient toutefois de préciser que l'invention reste applicable à d'autres types de signaux radioélectriques, comme par exemple un signal de téléphonie mobile autre que 5G (par exemple 2G, 3G, 4G), un signal Wi-Fi, etc. D'une manière générale, aucune limitation n'est attachée aux signaux (et donc au réseau de communication) pouvant être considérés dans le cadre de la présente invention. It should however be specified that the invention remains applicable to other types of radio signals, such as for example a mobile telephone signal other than 5G (for example 2G, 3G, 4G), a Wi-Fi signal, etc. In general, no limitation is attached to the signals (and therefore to the communication network) that can be considered in the context of the present invention.
[0075] Le système 10 de communication de l'invention dispose également d'une architecture fonctionnelle au moins conforme à celle décrite ci-avant en référence à la figure 1. A cet effet, le dispositif émetteur D_TX comporte un module de séparation / combinaison MOD_SC, un module de modulation MOD_MOD ainsi qu'un module précodeur MOD_PC. Chacun desdits dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K comporte quant à lui un module de décodage MOD_DEC, un module de démodulation MOD_DEM ainsi qu'un module d'assemblage MOD_ASS. Pour des raisons similaires à celles évoquées auparavant, seuls l'architecture fonctionnelle du dispositif récepteur D_RX_1 est représentée en détail sur la figure 2. The communication system 10 of the invention also has a functional architecture at least in accordance with that described above with reference to FIG. 1. For this purpose, the transmitter device D_TX comprises a separation / combination module MOD_SC, a MOD_MOD modulation module and a MOD_PC precoder module. Each of said receiver devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K for its part comprises a MOD_DEC decoding module, a MOD_DEM demodulation module and a MOD_ASS assembly module. For reasons similar to those mentioned above, only the functional architecture of the receiver device D_RX_1 is shown in detail in FIG. 2.
[0076] Dans le présent mode de réalisation, le module précodeur MOD_PC définit un précodeur MMSE (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Minimum Mean Square Error »). Il convient cependant de noter que le choix d'un précodeur MMSE ne constitue qu'une variante d'implémentation de llnvention. D'une manière générale, tout précodeur connu de l'homme de l'art peut être mis en œuvre, comme par exemple un précodeur « ZF » (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Zéro Forcing »), un précodeur « MRT » (acronyme de l'expression anglo-saxonne « Maximum Ratio Transmission »), etc. In the present embodiment, the MOD_PC precoder module defines an MMSE precoder (acronym of the English expression "Minimum Mean Square Error"). It should however be noted that the choice of an MMSE precoder constitutes only one variant of the implementation of the invention. In general, any precoder known to those skilled in the art can be implemented, such as for example a “ZF” precoder (acronym of the English expression “Zero Forcing”), a “MRT” precoder. "(Acronym of the Anglo-Saxon expression" Maximum Ratio Transmission "), etc.
[0077] Le système 10 de communication de la figure 2 se distingue de celui illustré par la figure 1 en œ qu'il comporte également un dispositif de détermination D_DET configuré pour effectuer des traitements ayant pour but de contrôler le nombre de messages destinés à être émis, via le canal de diffusion H, par le dispositif émetteur D_TX vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K, en mettant en œuvre un procédé de détermination selon llnvention. The communication system 10 of FIG. 2 differs from that illustrated by FIG. 1 in œ that it also comprises a D_DET determination device configured to perform processing aimed at controlling the number of messages intended to be sent. transmitted, via the broadcast channel H, by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K, by implementing a determination method according to llnvention.
[0078] Dans le présent mode de réalisation, et tel quillustré par la figure 2, ledit dispositif de détermination D_DET est compris dans le dispositif émetteur D_TX. [0079] La figure 3 représente schématiquement un exemple d'architecture matérielle du dispositif de détermination D_DET selon l'invention configuré pour mettre en œuvre ledit procédé de détermination. In the present embodiment, and as illustrated by FIG. 2, said D_DET determination device is included in the transmitter device D_TX. FIG. 3 schematically represents an example of hardware architecture of the D_DET determination device according to the invention configured to implement said determination method.
[0080] Tel quillustré par la figure 3, ledit dispositif de détermination D_DET dispose de l'architecture matérielle d'un ordinateur. Ainsi, le dispositif de détermination D_DET comporte, notamment, un processeur 1, une mémoire vive 2, une mémoire morte 3 et une mémoire non volatile 4. As illustrated by FIG. 3, said D_DET determination device has the hardware architecture of a computer. Thus, the D_DET determination device comprises, in particular, a processor 1, a random access memory 2, a read only memory 3 and a non-volatile memory 4.
[0081] Le dispositif de détermination D_DET comporte également des moyens de communication 5 qui intègrent notamment les antennes d'émission TX_1, TX_2,..., TX_K du dispositif d'émission. En outre, lesdits moyens de communication 5 sont également configurés pour permettre au dispositif de détermination D_DET d'échanger des données avec le module de séparation / combinaison MOD_SC du dispositif émetteur D_TX. Dans le présent exemple de réalisation, lesdits moyens de communication 5 correspondent à une interface électronique de type connu en soi reliée à un bus informatique de données, œ bus informatique étant également relié à une interface électronique du module de séparation / combinaison MOD_SC. The D_DET determination device also comprises communication means 5 which notably integrate the transmission antennas TX_1, TX_2, ..., TX_K of the transmission device. In addition, said communication means 5 are also configured to allow the determination device D_DET to exchange data with the separation / combination module MOD_SC of the transmitter device D_TX. In the present exemplary embodiment, said communication means 5 correspond to an electronic interface of a type known per se connected to a computer data bus, œ computer bus also being connected to an electronic interface of the MOD_SC separation / combination module.
[0082] La mémoire morte 3 du dispositif de détermination D_DET constitue un support d'enregistrement conforme à l'invention, lisible par le processeur 1 et sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur PROG conforme à l'invention, comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de détermination selon l'invention. Le programme PROG définit des modules fonctionnels du dispositif de détermination D_DET, qui s'appuient ou commandent les éléments matériels 2 à 5 du dispositif de détermination D_DET cités précédemment, et qui comprennent notamment : The read only memory 3 of the determination device D_DET constitutes a recording medium according to the invention, readable by the processor 1 and on which is recorded a computer program PROG according to the invention, comprising instructions for the execution of the steps of the determination method according to the invention. The PROG program defines functional modules of the D_DET determination device, which are based on or control the hardware elements 2 to 5 of the D_DET determination device mentioned above, and which include in particular:
- un premier module de détermination MOD_DET_1, configuré pour déterminer, pour un élément P_i de cardinal inférieur à K et appartenant à un ensemble E_S correspondant à l'ensemble des parties non vides P_1, P_2, ..., de l'ensemble E_K des entiers naturels compris entre 1 et K, et par permutation de la matrice H, une matrice H_i, la ligne d'indice k de H_i, pour k compris entre 1 et le cardinal C_i de P_i, correspondant à la ligne t_k de H, t_k étant le k-ième entier, par ordre croissant, de P_i, - a first determination module MOD_DET_1, configured to determine, for an element P_i of cardinality less than K and belonging to a set E_S corresponding to the set of non-empty parts P_1, P_2, ..., of the set E_K of the natural integers between 1 and K, and by permutation of the matrix H, a matrix H_i, the line of index k of H_i, for k between 1 and the cardinal C_i of P_i, corresponding to the line t_k of H, t_k being the k-th integer, in ascending order, of P_i,
- un deuxième module de détermination MOD_DET_2 , configuré pour déterminer une décomposition LQ de la matrice H_i, de sorte que H_i est égale à L_i x Q_i avec
Figure imgf000017_0001
où Ll_i, L2_i et V_i ont pour dimensions respectives C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x- a second MOD_DET_2 determination module, configured to determine an LQ decomposition of the matrix H_i, so that H_i is equal to L_i x Q_i with
Figure imgf000017_0001
where Ll_i, L2_i and V_i have respective dimensions C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x
C_i, This,
- un module de calcul MOD_CALC, configuré pour calculer une matrice W_i solution de l'équation : V_i + L2J x WJ =0, - a MOD_CALC calculation module, configured to calculate a matrix W_i solution of the equation: V_i + L2J x WJ = 0,
- un module de comparaison MOD_COMP, configuré pour comparer une norme de la matrice WJ avec seuil α donné, - a MOD_COMP comparison module, configured to compare a standard of the WJ matrix with a given threshold α,
- un module de sélection MOD_SEL, configuré pour sélectionné dans l'ensemble E_S, si la norme de WJ est inférieure audit seuil a, le ou les ensembles, dits « cibles » P_m, ayant une intersection non vide avec P J ainsi qu'avec l'ensemble E_K privé de P J , a MOD_SEL selection module, configured to be selected from the set E_S, if the norm of WJ is less than said threshold a, the set or sets, called “targets” P_m, having a non-empty intersection with PJ as well as with l 'PJ's private E_K set,
- un module de suppression MOD_SUP, configuré pour supprimer, si un ou plusieurs éléments cibles ont été sélectionné, ledit ou lesdits éléments cibles de l'ensemble E_S, un élément non supprimé de l'ensemble E_S déterminant un message, parmi un ensemble de messages générés selon un schéma de division de débit, destiné à être émis par le dispositif émetteur D_TX vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K et décodé par le ou les dispositifs récepteurs dont l'indice est égal à un entier dudit élément non supprimé. a MOD_SUP deletion module, configured to delete, if one or more target elements have been selected, said target element (s) of the set E_S, an element not deleted from the set E_S determining a message, from among a set of messages generated according to a flow division scheme, intended to be transmitted by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K and decoded by the receiving device (s) whose index is equal to an integer of said element not deleted.
[0083] Dans la mesure où l'ensemble E_K est de cardinal K, l'ensemble E_S est de cardinal 2K. Pour la suite de la description, on considère de manière non limitative que des instructions de code définissant l'ensemble E_S sont mémorisées dans une mémoire équipant une entité autre que le dispositif de détermination D_DET, par exemple une mémoire équipant une entité externe au système 10 de communication (ex : serveur de base de données). Dès lors, dans l'exemple d'architecture considéré id, le dispositif de détermination D_DET comporte également un module d'obtention MOD_OBT configuré pour obtenir ledit ensemble E_S. Autrement dit; l'obtention de l'ensemble E_S s'effectue via un échange de données (émission / réception) commandé par le module d'obtention MOD_OBT qui s'appuie pour cela sur les moyens de communication 5 du dispositif de détermination D_DET. Insofar as the set E_K is of cardinal K, the set E_S is of cardinal 2 K. For the remainder of the description, it is considered in a non-limiting manner that code instructions defining the set E_S are stored in a memory equipping an entity other than the determination device D_DET, for example a memory equipping an entity external to the system 10. communication (eg: database server). Consequently, in the example of architecture considered id, the determination device D_DET also comprises a module for obtaining MOD_OBT configured to obtain said set E_S. In other words; the obtaining of the set E_S is carried out via an exchange of data (transmission / reception) controlled by the obtaining module MOD_OBT which relies for this on the communication means 5 of the determination device D_DET.
[0084] De manière générale, un tel échange de données entre le module d'obtention MOD_OBT et ladite entité s'effectue via une interface de communication. Aucune limitation n'est attachée à la nature de cette interface de communication, qui peut être filaire ou non filaire, et peut mettre en œuvre tout protocole connu de l'homme du métier (Ethernet, Wifi, Bluetooth, 3G, 4G, 5G, etc.), les moyens de communication 5 du dispositif de détermination D_DET étant dès lors également configurés à cet effet. In general, such an exchange of data between the obtaining module MOD_OBT and said entity is carried out via a communication interface. No limitation is attached to the nature of this communication interface, which can be wired or wireless, and can implement any protocol known to those skilled in the art (Ethernet, Wifi, Bluetooth, 3G, 4G, 5G, etc.), the communication means 5 of the determination device D_DET therefore also being configured for this purpose.
[0085] Il importe de noter que le seuil α considéré id est un paramètre essentiel de l'invention en ce qu'il permet de définir la quantité d'information qu'il est considéré comme acceptable de ne pas transmettre, via des messages, vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K, dans la mesure où la somme des débits respectivement associés auxdits messages n'est pas suffisamment significative pour justifier l'investissement matériel et logidel nécessaires à leur émission. Plus précisément, le seuil α forme un paramètre de contrôle grâce auquel sont triés les messages générés suivant un schéma de division de débit, de sorte qu'à l'issue de ce tri les messages non sélectionnés par le module de sélection MOD_SEL (et in fine supprimés par le module de suppression MOD_SUP) correspondent à des messages dont la somme des débits respectifs est inférieure à log2(1+α2) bits, comme l'ont constaté et démontré les inventeurs. A contrario, il est envisagé de transmettre vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K uniquement les messages déterminé par les éléments cibles, car ces messages contribuent favorablement à l'augmentation de la somme des débits. It should be noted that the threshold α considered id is an essential parameter of the invention in that it makes it possible to define the quantity of information that it is considered acceptable not to transmit, via messages, to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K, insofar as the sum of the rates respectively associated with said messages is not sufficiently significant to justify the hardware and software investment necessary for their transmission. More precisely, the threshold α forms a control parameter thanks to which the messages generated according to a flow division scheme are sorted, so that at the end of this sorting the messages not selected by the selection module MOD_SEL (and in fine deleted by the MOD_SUP deletion module) correspond to messages whose sum of the respective bit rates is less than log 2 (1 + α 2 ) bits, as the inventors have observed and demonstrated. Conversely, it is envisaged to transmit to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K only the messages determined by the target elements, since these messages favorably contribute to the increase in the sum of the bit rates.
[0086] Ledit seuil α est par exemple compris entre 0 et 10000. Préférentiellement, ledit seuil α est compris entre 0 et XXXX. Said threshold α is for example between 0 and 10,000. Preferably, said threshold α is between 0 and XXXX.
[0087] La figure 4 représente, sous forme d'ordinogramme, un mode particulier de mise en œuvre, par le dispositif de détermination D_DET, du procédé de détermination. FIG. 4 represents, in the form of a flowchart, a particular mode of implementation, by the determination device D_DET, of the determination method.
[0088] A des fins de simplification de la description dudit mode particulier de mise en œuvre, on se plaœ de manière non limitative dans la configuration où : For the purposes of simplifying the description of said particular mode of implementation, we use non-limitingly the configuration where:
- le dispositif émetteur D_TX comporte trois antennes d'émission (i.e. M = 3) ; - the transmitting device D_TX comprises three transmitting antennas (i.e. M = 3);
- trois dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 appartient au système 10 de communication, chacun des dispositifs récepteurs comportant une antenne de réception (i.e. K- three receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 belong to the communication system 10, each of the receiving devices comprising a receiving antenna (i.e. K
= 3). = 3).
[0089] On considère également à titre purement illustratif que la matrice H admet, au moment où le procédé de détermination est exécuté, l'expression suivante :
Figure imgf000019_0001
expression dans laquelle « j » désigne le nombre complexe dont le carré est égal à -1. It is also considered purely by way of illustration that the matrix H admits, at the time when the determination method is executed, the following expression:
Figure imgf000019_0001
expression in which "j" denotes the complex number whose square is equal to -1.
[0090] Enfin, dans le procédé de détermination tel que décrit ici, on considère également de manière non limitative que le seuil α est égal à 20. Finally, in the determination method as described here, it is also considered without limitation that the threshold α is equal to 20.
[0091] Tel quillustré par la figure 4, le procédé de détermination comporte tout d'abord une étape préliminaire E10 d'obtention de l'ensemble E_S. Cette étape préliminaire E10 est mise en œuvre par le module d'obtention MOD_OBT équipant le dispositif de détermination D_DET. As illustrated by FIG. 4, the determination method firstly comprises a preliminary step E10 for obtaining the set E_S. This preliminary step E10 is implemented by the obtaining module MOD_OBT equipping the determination device D_DET.
[0092] Comme mentionné d-avant, l'obtention dudit ensemble E_S s'effectue auprès d'une entité autre que ledit dispositif de détermination D_DET. Par ailleurs, étant donné que le nombre K est id égal à 3, on a que l'ensemble E_S correspond à l'ensemble des parties de l'ensemble E_3 des entiers naturels compris entre 1 et 3. L'ensemble des parties dudit ensemble E_3 comporte 23 - 1 éléments (un élément étant donc une partie de E_3), de sorte que l'ensemble S s'écrit : As mentioned above, said E_S set is obtained from an entity other than said D_DET determination device. Moreover, given that the number K is id equal to 3, we have that the set E_S corresponds to the set of parts of the set E_3 of natural integers between 1 and 3. The set of parts of said set E_3 has 2 3 - 1 elements (an element is therefore a part of E_3), so that the set S is written:
E_S = {P_1, P_2, P_3, P_4, P_5, P_6, P_7} = {{1}, {2}, {3}, {1,2}, {1,3}, {2,3}, {1,2,3}}. E_S = {P_1, P_2, P_3, P_4, P_5, P_6, P_7} = {{1}, {2}, {3}, {1,2}, {1,3}, {2,3}, { 1,2,3}}.
[0093] Une fois l'étape préliminaire E10 d'obtention exécutée, le dispositif de détermination D_DET dispose donc dudit ensemble E_S, et est donc en mesure de réaliser des traitements, sur la base dudit ensemble E_S, ayant pour but de contrôler le nombre de messages destinés à être émis, via le canal de diffusion H, par le dispositif émetteur D_TX vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. Once the preliminary step E10 for obtaining has been executed, the determination device D_DET therefore has said set E_S, and is therefore able to perform processing, on the basis of said set E_S, the purpose of which is to control the number of messages intended to be sent, via the broadcasting channel H, by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3.
[0094] Ainsi, suite à l'obtention de l'ensemble E_S, le procédé de détermination comporte, pour chaque élément P_i ayant un cardinal inférieur à K et appartenant à l'ensemble E_S, un ensemble d'étapes (E20J, E30J, E40J, E50J et éventuellement E60J). Etant donné que l'ensemble vide est de cardinal nul et que K est égal à 3, un ensemble P_i considéré pour ledit ensemble d'étapes correspond à l'un des éléments P_1, P_2, P_3, P_4, P_5 ou P_6. Thus, following the obtaining of the set E_S, the determination method comprises, for each element P_i having a cardinality less than K and belonging to the set E_S, a set of steps (E20J, E30J, E40J, E50J and possibly E60J). Given that the empty set has zero cardinality and that K is equal to 3, a set P_i considered for said set of steps corresponds to one of the elements P_1, P_2, P_3, P_4, P_5 or P_6.
[0095] Dans un premier temps, on décrit ledit ensemble d'étapes lorsque l'élément P_1 (= {1}) est considéré. Ainsi, le procédé de détermination comporte une étape E20 1 de détermination, par permutation de la matrice H, d'une matrice H_1. Cette étape E20_1 est mise en œuvre par le premier module de détermination MOD_DET_1 équipant le dispositif de détermination D_DET. First, said set of steps is described when the element P_1 (= {1}) is considered. Thus, the determination method comprises a step E20 1 for determining, by permutation of the matrix H, a matrix H_1. This step E20_1 is implemented by the first determination module MOD_DET_1 equipping the determination device D_DET.
[0096] Ladite matrice H_1 est déterminée suivant une contrainte, dite « contrainte de permutation ». Cette contrainte de permutation correspond au fait que la ligne d'indice k de H_1, pour k compris entre 1 et le cardinal C_1 de P_1, correspond à la ligne d'indice t_k de H, t_k étant le k-ième entier, par ordre croissant, de P_1. Ainsi, dans la mesure où C_1 est égal à 1 et où donc t_k est nécessairement égal à 1, on a que la ligne d'indice 1 de P_1 correspond à la ligne 1 de H, soit H1. Said matrix H_1 is determined according to a constraint, called "permutation constraint". This permutation constraint corresponds to the fact that the line of index k of H_1, for k between 1 and the cardinal C_1 of P_1, corresponds to the line of index t_k of H, t_k being the k-th integer, in order increasing, of P_1. Thus, insofar as C_1 is equal to 1 and where therefore t_k is necessarily equal to 1, we have that the line of index 1 of P_1 corresponds to the line 1 of H, that is to say H 1 .
[0097] Finalement, dans le présent mode de mise en œuvre, on a que H_1 correspond à la matrice H. Autrement dit, la permutation considérée dans le présent mode de mise en œuvre correspond à la fonction identité. Cela étant, il importe de noter qu'une permutation autre que la fonction identité peut être considérée, à condition de respecter ladite contrainte de permutation. En effet, le fait de considérer une permutation plutôt qu'une autre pour obtenir la matrice H_1 n'a pas d'incidence sur les traitements effectués au cours des étapes ultérieures. Par conséquent, on comprend qu'en ce qui concerne la partie P_1, une autre permutation envisageable grâce à l'invention est celle pour laquelle :
Figure imgf000020_0001
Finally, in the present mode of implementation, we have that H_1 corresponds to the matrix H. In other words, the permutation considered in the present mode of implementation corresponds to the identity function. This being the case, it should be noted that a permutation other than the identity function can be considered, provided that said permutation constraint is respected. Indeed, the fact of considering one permutation rather than another to obtain the matrix H_1 has no effect on the processing carried out during the subsequent steps. Consequently, it is understood that with regard to the part P_1, another permutation that can be envisaged thanks to the invention is that for which:
Figure imgf000020_0001
[0098] Le procédé de détermination comporte également une étape E30 1 de détermination d'une décomposition LQ de la matrice H_1. Cette étape E30_1 est mise en œuvre par le deuxième module de détermination MOD_DET_2 équipant le dispositif de détermination D_DET. [0099] Comme cela est connu de l'homme du métier, la décomposition LQ d'une matrice quelconque consiste à décomposer cette matrice en un produit de deux matrices, à savoir une première matrice triangulaire inférieure et une seconde matrice orthogonale. L'homme du métier sait réaliser une telle décomposition LQ, par exemple en faisant appel à un algorithme dédié implémenté de manière logicielle. The determination method also comprises a step E30 1 for determining a decomposition LQ of the matrix H_1. This step E30_1 is implemented by the second determination module MOD_DET_2 equipping the determination device D_DET. As is known to those skilled in the art, the LQ decomposition of any matrix consists in decomposing this matrix into a product of two matrices, namely a first lower triangular matrix and a second orthogonal matrix. Those skilled in the art know how to carry out such an LQ decomposition, for example by using a dedicated algorithm implemented in software.
[0100] Ainsi, dans le présent mode de mise en œuvre, la décomposition LQ de la matrice H_1 s'écrit : [0100] Thus, in the present mode of implementation, the decomposition LQ of the matrix H_1 is written:
H_1 = L_1 x Q_1, expression dans laquelle :
Figure imgf000021_0001
et
Figure imgf000021_0002
H_1 = L_1 x Q_1, expression in which:
Figure imgf000021_0001
and
Figure imgf000021_0002
[0101] Par conséquent, il est possible de mettre L_1 sous la forme suivante :
Figure imgf000021_0003
expression dans laquelle Ll_1 est égal à 2,48 et :
Figure imgf000021_0004
et
Figure imgf000021_0005
[0101] Consequently, it is possible to put L_1 in the following form:
Figure imgf000021_0003
expression in which Ll_1 is equal to 2.48 and:
Figure imgf000021_0004
and
Figure imgf000021_0005
[0102] Par ailleurs, le procédé de détermination comporte aussi une étape E40 1 de calcul d'une matrice W_1 solution de l'équation : Furthermore, the determination method also comprises a step E40 1 for calculating a matrix W_1 solution of the equation:
V_1 + L2_1 x W_1 = 0. V_1 + L2_1 x W_1 = 0.
Cette étape E40_1 est mise en œuvre par le premier module de calcul MOD_CALC équipant le dispositif de détermination D_DET. This step E40_1 is implemented by the first calculation module MOD_CALC equipping the determination device D_DET.
[0103] Il importe de noter que l'équation dont W_1 est solution définit ladite matrice W_1 comme étant le produit d'une matrice inverse généralisée (dite encore pseudo-inverse, comme cela est connu de l'homme du métier) de la matrice -L2_1 par la matrice V_1. [0104] Pour la suite de la description, on considère que le calcul d'une matrice inverse généralisée s'effectue au moyen de l'algorithme de Moore-Penrose. Autrement dit, dans le présent mode de réalisation, on a que W_1 est calculée égale au produit de l'inverse de Moore-Penrose de la matrice -L2_1 avec la matrice V_1. On obtient alors l'expression suivante pour W_1 :
Figure imgf000022_0001
It should be noted that the equation of which W_1 is a solution defines said matrix W_1 as being the product of a generalized inverse matrix (also called pseudo-inverse, as is known to those skilled in the art) of the matrix -L2_1 by the matrix V_1. For the remainder of the description, it is considered that the calculation of a generalized inverse matrix is carried out by means of the Moore-Penrose algorithm. In other words, in the present embodiment, we have that W_1 is calculated equal to the product of the Moore-Penrose inverse of the matrix -L2_1 with the matrix V_1. We then obtain the following expression for W_1:
Figure imgf000022_0001
[0105] Il convient toutefois de noter que toute méthode de calcul d'une matrice inverse généralisée connue de l'homme du métier peut être mise en œuvre, et le choix d'une méthode particulière ne constitue qu'une variante d'implémentation de l'invention. It should however be noted that any method of calculating a generalized inverse matrix known to those skilled in the art can be implemented, and the choice of a particular method only constitutes an implementation variant of invention.
[0106] Une fois la matrice W_1 calculée, le procédé de détermination comporte une étape E50 1 de comparaison d'une norme de la matrice W_1 avec le seuil a. Cette étape E50_1 est mise en œuvre par le premier module de comparaison MOD_COMP équipant le dispositif de détermination D_DET. Once the matrix W_1 has been calculated, the determination method comprises a step E50 1 for comparing a standard of the matrix W_1 with the threshold a. This step E50_1 is implemented by the first comparison module MOD_COMP equipping the determination device D_DET.
[0107] La norme considérée dans le présent mode de réalisation est la norme hermitienne (dite encore norme de Frobenius). Dès lors, on obtient que la norme de W_1 est égale à 105,3 œ qui est une valeur supérieure au seuil a. The standard considered in the present embodiment is the Hermitian standard (also known as the Frobenius standard). Consequently, we obtain that the norm of W_1 is equal to 105.3 œ which is a value greater than the threshold a.
[0108] Bien entendu, aucune limitation n'est attachée à la norme pouvant être considérée étant donné que la matrice W_1 est de dimension finie, toutes les normes étant équivalente en dimension finie comme cela est bien connu de l'homme du métier. Of course, no limitation is attached to the standard that can be considered given that the matrix W_1 is of finite dimension, all the standards being equivalent in finite dimension as is well known to those skilled in the art.
[0109] Dans la mesure où la norme de W_1 est supérieure au seuil a, l'ensemble d'étapes consacré à l'élément P_1 de l'ensemble E_S s'arrête ici. Autrement dit, l'ensemble d'étapes qui vient d'être décrit dans le cadre de l'élément P_1 ne permet pas de déterminer de messages qui seraient destinés à ne pas être émis vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, comme cela est décrit ultérieurement. Insofar as the norm of W_1 is greater than the threshold a, the set of steps devoted to the element P_1 of the set E_S stops here. In other words, the set of steps which has just been described in the context of element P_1 does not make it possible to determine messages which are intended not to be sent to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, like this is described later.
[0110] Ledit ensemble d'étapes tel qu'il vient d'être décrit pour l'élément P_1 est itéré pour chacun des autres éléments P_2, P_3, P_4, P_5, P_6. On donne donc ci-après les différents résultats obtenus pour chacun de ces éléments. [0110] Said set of steps as it has just been described for the element P_1 is iterated for each of the other elements P_2, P_3, P_4, P_5, P_6. The various results obtained for each of these elements are therefore given below.
[0111] En œ qui concerne l'élément P_2 (= {2}), on obtient que :
Figure imgf000022_0002
et H_2 = L_2 x Q_2, expression dans laquelle :
Figure imgf000022_0003
et
Figure imgf000023_0001
[0111] With regard to the element P_2 (= {2}), we obtain that:
Figure imgf000022_0002
and H_2 = L_2 x Q_2, expression in which:
Figure imgf000022_0003
and
Figure imgf000023_0001
On obtient également que Ll_2 est égal à -1,65 et que :
Figure imgf000023_0002
et
Figure imgf000023_0003
finalement, on obtient que :
Figure imgf000023_0004
la norme hermitienne de W_2 étant égale à 105,3 et est donc supérieure au seuil a. We also obtain that Ll_2 is equal to -1.65 and that:
Figure imgf000023_0002
and
Figure imgf000023_0003
finally, we get that:
Figure imgf000023_0004
the Hermitian norm of W_2 being equal to 105.3 and is therefore greater than the threshold a.
[0112] En ce qui concerne l'élément P_3 (= {3}), on obtient que :
Figure imgf000023_0005
et H_3 = L_3 x Q_3, expression dans laquelle :
Figure imgf000023_0006
et
Figure imgf000023_0007
[0112] Regarding the element P_3 (= {3}), we obtain that:
Figure imgf000023_0005
and H_3 = L_3 x Q_3, expression in which:
Figure imgf000023_0006
and
Figure imgf000023_0007
On obtient également que Ll_3 est égal à 5,032 et que :
Figure imgf000023_0008
et
Figure imgf000023_0009
We also obtain that Ll_3 is equal to 5.032 and that:
Figure imgf000023_0008
and
Figure imgf000023_0009
Finalement, on obtient que :
Figure imgf000024_0001
la norme hermitienne de W_3 étant égale à 0,3547 et est donc inférieure au seuil a. Finally, we get that:
Figure imgf000024_0001
the Hermitian norm of W_3 being equal to 0.3547 and is therefore less than the threshold a.
[0113] Dans la mesure où la norme de W_3 est inférieure au seuil a, le procédé de détermination comporte alors une étape E60 3 de sélection dans l'ensemble E_S du ou des éléments P_m (m étant un indice entier), dits « cibles », ayant une intersection non vide avec P_3 ainsi qu'avec l'ensemble E_3 privé de P_3. Cette étape E60_3 est mise en œuvre par le premier module de sélection MOD_SEL équipant le dispositif de détermination D_DET. Insofar as the norm of W_3 is less than the threshold a, the determination method then comprises a step E60 3 of selection from the set E_S of the element or elements P_m (m being an integer index), called "targets », Having a nonempty intersection with P_3 as well as with the set E_3 deprived of P_3. This step E60_3 is implemented by the first selection module MOD_SEL equipping the determination device D_DET.
[0114] Le ou les éléments de l'ensemble E_S ayant une intersection non vide avec P_3 sont nécessairement des éléments contenant l'entier 3. En outre, l'ensemble E_3 privé de P_3 contient uniquement les entiers 1 et 2. Par conséquent, les éléments cibles sélectionnés au cours de l'étape E60_3 sont les éléments P_5 (= {1,3}), P_6 (= {2,3}) et P_7 (={1,2,3}). The element or elements of the set E_S having a non-empty intersection with P_3 are necessarily elements containing the integer 3. In addition, the set E_3 deprived of P_3 contains only the integers 1 and 2. Consequently, the target elements selected during step E60_3 are the elements P_5 (= {1,3}), P_6 (= {2,3}) and P_7 (= {1,2,3}).
[0115] En ce qui concerne l'élément P_4 (= {1,2}), on obtient que la contrainte de permutation considérée au cours de l'étape E20_4 correspond au fait que la ligne d'indice k de H_4, pour k compris entre 1 et le cardinal C_4 de P_4, correspond à la ligne d'indice t_k de H, t_k étant le k-ième entier, par ordre croissant; de P_4. Ainsi, dans la mesure où C_4 est égal à 2 et où les entiers de P_4 sont déjà classés par ordre croissant (1 < 2), on a que la ligne d'indice 1 de P_4 correspond à la ligne 1 de H (t_1 = 1), soit H1, et que la ligne d'indice 2 de P_4 correspond à la ligne 2 de H (t_2 = 2), soit H2. Ainsi, on a que :
Figure imgf000024_0002
et H_4 = L_4 x Q_4, expression dans laquelle :
Figure imgf000024_0003
et
Figure imgf000024_0004
With regard to the element P_4 (= {1,2}), we obtain that the permutation constraint considered during step E20_4 corresponds to the fact that the line of index k of H_4, for k between 1 and the cardinal C_4 of P_4, corresponds to the line of index t_k of H, t_k being the k-th integer, in ascending order; of P_4. Thus, insofar as C_4 is equal to 2 and where the integers of P_4 are already classified in ascending order (1 <2), we have that the line of index 1 of P_4 corresponds to the line 1 of H (t_1 = 1), that is H 1 , and that the line of index 2 of P_4 corresponds to the line 2 of H (t_2 = 2), that is to say H 2 . Thus, we have that:
Figure imgf000024_0002
and H_4 = L_4 x Q_4, expression in which:
Figure imgf000024_0003
and
Figure imgf000024_0004
On obtient également que L2_4 est égal à -4,74 et que :
Figure imgf000024_0005
et
Figure imgf000024_0006
Finalement, on obtient que : We also get that L2_4 is equal to -4.74 and that:
Figure imgf000024_0005
and
Figure imgf000024_0006
Finally, we get that:
W~4 = [0.3198 - 0.1505/ -0.0168 + 0.0260/] la norme hermitienne de W_4 étant égale à 0,3547 et est donc inférieure au seuil a. W ~ 4 = [0.3198 - 0.1505 / -0.0168 + 0.0260 /] the Hermitian norm of W_4 being equal to 0.3547 and is therefore lower than the threshold a.
[0116] Dans la mesure où la norme de W_4 est inférieure au seuil a, le procédé de détermination comporte alors une étape E60 4 de sélection dans l'ensemble E_S du ou des éléments P_m, dits « cibles », ayant une intersection non vide avec P_4 ainsi qu'avec l'ensemble E_4 privé de P_4. Cette étape E60_4 est mise en œuvre par le premier module de sélection MOD_SEL équipant le dispositif de détermination D_DET. Insofar as the norm of W_4 is less than the threshold a, the determination method then comprises a step E60 4 of selection from the set E_S of the element or elements P_m, called "targets", having a non-empty intersection. with P_4 as well as with the set E_4 deprived of P_4. This step E60_4 is implemented by the first selection module MOD_SEL equipping the determination device D_DET.
[0117] Le ou les éléments de l'ensemble E_S ayant une intersection non vide avec P_4 sont nécessairement des éléments contenant l'entier 1 et / ou l'entier 2. En outre, l'ensemble E_4 privé de P_4 contient uniquement l'entier 3. Par conséquent, les éléments cibles sélectionnés au cours de l'étape E60_4 sont les éléments P_5 (= {1,3}), P_6 (= {2,3}) et P_7 (={1,2,3}). The element or elements of the set E_S having a non-empty intersection with P_4 are necessarily elements containing the integer 1 and / or the integer 2. In addition, the set E_4 deprived of P_4 contains only the integer 3. Therefore, the target elements selected in step E60_4 are the elements P_5 (= {1,3}), P_6 (= {2,3}) and P_7 (= {1,2,3} ).
[0118] En œ qui concerne l'élément P_5 (= {1,3}), et suivant des considérations similaires à celles évoquées ci-avant au regard de l'élément P_4, on obtient que la ligne d'indice 1 de P_5 correspond à la ligne 1 de H (t_1 = 1), soit H1, et que la ligne d'indice 2 de P_5 correspond à la ligne 3 de H (t_2 = 3), soit H3. Ainsi, on a que :
Figure imgf000025_0001
et H_5 = L_5 x Q_5, expression dans laquelle :
Figure imgf000025_0002
et
Figure imgf000025_0003
[0118] With regard to the element P_5 (= {1,3}), and following considerations similar to those mentioned above with regard to the element P_4, we obtain that the line of index 1 of P_5 corresponds to line 1 of H (t_1 = 1), i.e. H 1 , and that line of index 2 of P_5 corresponds to line 3 of H (t_2 = 3), i.e. H 3 . Thus, we have that:
Figure imgf000025_0001
and H_5 = L_5 x Q_5, expression in which:
Figure imgf000025_0002
and
Figure imgf000025_0003
On obtient également que L2_5 est égal à -0,01 et que :
Figure imgf000025_0004
et We also get that L2_5 is equal to -0.01 and that:
Figure imgf000025_0004
and
V-5 = [-1.27 - 1.06/ 0] V-5 = [-1.27 - 1.06 / 0]
Finalement, on obtient que : Finally, we get that:
W-5 = [-80.85 - 67.51i - 0.01 - 0.02i] la norme hermitienne de W_5 étant égale à 105,3 et est donc supérieure au seuil a. [0119] En ce qui concerne l'élément P_6 (= {2,3}), et suivant des considérations similaires à celles évoquées d-avant au regard des éléments P_4 et P_5, on obtient que la ligne d'indice 1 de P_6 correspond à la ligne 2 de H (t_1 = 2), soit H2, et que la ligne d'indiœ 2 de P_6 correspond à la ligne 3 de H (t_2 = 3), soit H3. Ainsi, on a que :
Figure imgf000026_0001
et H_6 = L_6 x Q_6, expression dans laquelle :
Figure imgf000026_0002
et
Figure imgf000026_0003
W-5 = [-80.85 - 67.51i - 0.01 - 0.02i] the Hermitian norm of W_5 being equal to 105.3 and is therefore greater than the threshold a. With regard to element P_6 (= {2,3}), and following considerations similar to those mentioned above with regard to elements P_4 and P_5, we obtain that the line of index 1 of P_6 corresponds to line 2 of H (t_1 = 2), or H 2 , and that line of index 2 of P_6 corresponds to line 3 of H (t_2 = 3), or H 3 . Thus, we have that:
Figure imgf000026_0001
and H_6 = L_6 x Q_6, expression in which:
Figure imgf000026_0002
and
Figure imgf000026_0003
On obtient également que L2_6 est égal à -0,02 et que :
Figure imgf000026_0004
et We also obtain that L2_6 is equal to -0.02 and that:
Figure imgf000026_0004
and
V_6 = [1.90 - 159/ 0] V_6 = [1.90 - 159/0]
Finalement, on obtient que : Finally, we get that:
W_6 = [80.8606 - 67.5210/ - 0.0326 - 0.0107j] la norme hermitienne de W_6 étant égale à 105,3 et est donc supérieure au seuil a. W_6 = [80.8606 - 67.5210 / - 0.0326 - 0.0107j] the Hermitian norm of W_6 being equal to 105.3 and is therefore greater than the threshold a.
[0120] Par conséquent, des éléments cibles sont sélectionnés uniquement lorsque les éléments P_3 et P_4 sont considérés. En outre, il convient de noter que les éléments cibles sélectionnés au cours de l'étape E60_4 sont identiques à ceux sélectionnés au cours de l'étape E60_3. Bien entendu, il ne s'agit là que d'un exemple particulier de mise en œuvre, et rien n'exdut que, suivant d'autres exemples non détaillés id, les éléments dbles sélectionnés lors de plusieurs étapes de sélection distinctes peuvent différer entre eux en tout ou partie. [0120] Therefore, target elements are selected only when the P_3 and P_4 elements are considered. In addition, it should be noted that the target elements selected during step E60_4 are identical to those selected during step E60_3. Of course, this is only a specific example of implementation, and nothing excludes that, according to other non-detailed examples id, the dbles elements selected during several distinct selection steps may differ between them in whole or in part.
[0121] A l'issue des itérations de l'ensemble d'étapes (i.e. des exécutions de l'ensemble d'étapes E20J, E30J, E40J, E50J et éventuellement E60J), et dans la mesure où des éléments dbles ont été sélectionnés (P_5, P_6 et P_7), le procédé de détermination comporte finalement une étape E70 de suppression desdits éléments cibles de l'ensemble E_S. Cette étape E70 de suppression est mise en œuvre par le module de suppression MOD_SUP équipant le dispositif de détermination D_DET. [0122] Par conséquent, à l'issue de l'étape E70 de suppression, les éléments non supprimés de l'ensemble S sont les éléments P_1 (={1}), P_2 (={2}), P_3 (={3}) et P_4 (={1,2}). [0121] At the end of the iterations of the set of steps (ie of the executions of the set of steps E20J, E30J, E40J, E50J and possibly E60J), and insofar as dbles elements have been selected (P_5, P_6 and P_7), the determination method finally comprises a step E70 of deleting said target elements from the set E_S. This deletion step E70 is implemented by the deletion module MOD_SUP equipping the determination device D_DET. Consequently, at the end of the deletion step E70, the elements not deleted from the set S are the elements P_1 (= {1}), P_2 (= {2}), P_3 (= { 3}) and P_4 (= {1,2}).
[0123] Il faut noter que l'exécution de l'étape E70 de suppression ne se limite pas au cas où une plusieurs éléments cibles sont sélectionnés, mais est également mise en œuvre si un seul élément cible est sélectionné à l'issue de toutes les itérations de l'ensemble d'étapes. It should be noted that the execution of the deletion step E70 is not limited to the case where one or more target elements are selected, but is also implemented if a single target element is selected at the end of all of them. the iterations of the set of steps.
[0124] Conformément à l'invention, un élément non supprimé de l'ensemble E_S détermine un message, parmi un ensemble de messages générés selon un schéma de division de débit, destiné à être émis par le dispositif émetteur D_TX vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. According to the invention, an element not deleted from the set E_S determines a message, from among a set of messages generated according to a flow division scheme, intended to be sent by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1 , D_RX_2, D_RX_3.
[0125] En outre, le message déterminé par un élément non supprimé est également destiné à être décodé par le ou les dispositifs récepteurs dont l'indice est égal à un entier dudit élément non supprimé. In addition, the message determined by a non-deleted element is also intended to be decoded by the receiver device (s) whose index is equal to an integer of said non-deleted element.
[0126] Ainsi, l'invention permet de limiter le nombre de messages émis par le dispositif émetteur D_TX vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. Dans le présent mode de réalisation, les éléments non supprimés P_1, P_2, P_3 et P_4 déterminent respectivement, comme cela a été décrit auparavant, les messages M_{1}, M_{2}, M_{3} et M_{12} qui sont destinés à être transmis, via le canal de diffusion H, vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. Les messages M_{13}, M_{23}, M_{123} (qui sont déterminés par les éléments cibles qui ont été sélectionnés au cours du procédé de détermination) font quant à eux référence à des messages non destinés à être transmis vers lesdits dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. [0126] Thus, the invention makes it possible to limit the number of messages sent by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. In the present embodiment, the non-deleted elements P_1, P_2, P_3 and P_4 respectively determine, as previously described, the messages M_ {1}, M_ {2}, M_ {3} and M_ {12} which are intended to be transmitted, via the H broadcast channel, to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. The messages M_ {13}, M_ {23}, M_ {123} (which are determined by the target elements which were selected during the determination process) refer to messages not intended to be transmitted to said receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3.
[0127] Au surplus, il peut être noté que le procédé de détermination permet avantageusement de préserver l'émission des messages privés, à savoir donc id M_{1}, M_{2} et M_{3}. [0127] In addition, it can be noted that the determination method advantageously makes it possible to preserve the transmission of private messages, namely therefore id M_ {1}, M_ {2} and M_ {3}.
[0128] De cette manière, la quantité d'information destinée à être transmise vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 est réduite alors même que les débits respectivement associés aux messages M_{1}, M_{2}, M_{3} et M_{12} contribuent à augmenter de manière efficace la somme des débits. [0128] In this way, the quantity of information intended to be transmitted to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 is reduced even though the rates respectively associated with the messages M_ {1}, M_ {2}, M_ {3} and M_ {12} help to efficiently increase the sum of the bit rates.
[0129] Par « efficace », on fait référence ici au fait que la suppression des éléments P_5, P_6 et P_7 de l'ensemble E_S réduit la somme des débits, en raison de la non émission des messages M_{13}, M_{23}, M_{123}, d'une quantité inférieure à log2(1+α2) bits, soit id 8,6 bits (a =By "effective", we refer here to the fact that the removal of the elements P_5, P_6 and P_7 from the set E_S reduces the sum of the bit rates, due to the non-transmission of the messages M_ {13}, M_ { 23}, M_ {123}, with a quantity less than log 2 (1 + α 2 ) bits, i.e. id 8.6 bits (a =
20). 20).
[0130] En d'autres termes, le fait de considérer le seuil dαans la présente invention permet de réaliser un compromis entre la quantité d'information que l'on consent à ne pas émettre vers les dispositifs récepteurs et la somme des débits que l'on cherche à maximiser eu égard à l'objectif visé (atteindre n'importe quel point de la région de capacité du canal de diffusion H). On note d'ailleurs que plus α est proche de 0, plus la quantité d'information que l'on consent à ne pas émettre est faible (i.e. plus le nombre d'éléments cibles sélectionnés dans l'ensemble E_S est faible, et donc corrélativement, plus le nombre de messages émis est important). A contrario, plus α est grand, plus la quantité d'information que l'on consent à ne pas émettre est importante (i.e. plus le nombre d'éléments cibles sélectionnés dans l'ensemble E_S est importante, et donc corrélativement, plus le nombre de messages émis est faible). En ce sens,α représente bien un paramètre de contrôle du nombre de messages à émettre. In other words, the fact of considering the threshold dαans the present invention makes it possible to achieve a compromise between the quantity of information that one agrees not to send to the receiving devices and the sum of the bit rates that the 'we try to maximize with regard to the objective (reach any point of the capacity region of the broadcast channel H). We also note that the closer α is to 0, the smaller the quantity of information that we agree not to send (i.e. the smaller the number of target elements selected in the set E_S, and therefore correlatively, the greater the number of messages sent). Conversely, the larger α, the greater the quantity of information that one agrees not to transmit (i.e. the greater the number of target elements selected in the set E_S, and therefore correlatively, the greater the number number of messages sent is low). In this sense, α does indeed represent a parameter for controlling the number of messages to be sent.
[0131] Selon un premier exemple, le module de séparation / combinaison MOD_SC est configuré pour générer, comme détaillé auparavant, tous les messages M_{1}, M_{2}, M_{3}, M_{12}, M_{13}, M_{23}, M_{123}. Dès lors, sur la base d'une information transmise par le dispositif de détermination D_DET audit module de séparation / combinaison MOD_SC, ladite information étant représentative desdits éléments non supprimés à l'issue de l'étape E70, ledit module de séparation / combinaison MOD_SC transmet uniquement au module de modulation MOD_MOD les messages correspondant auxdits éléments non supprimés. Autrement dit, parmi tous les messages M_{1}, M_{2}, M_{3}, M_{12}, M_{13}, M_{23}, M_{123}, seuls les messages M_{1}, M_{2}, M_{3} et M_{12}, correspondant respectivement aux éléments non supprimés P_1, P_2, P_3 et P_4, sont transmis audit module de modulation MOD_MOD. Pour rappel, on a que : [0131] According to a first example, the MOD_SC separation / combination module is configured to generate, as detailed previously, all the messages M_ {1}, M_ {2}, M_ {3}, M_ {12}, M_ {13 }, M_ {23}, M_ {123}. Therefore, on the basis of information transmitted by the determination device D_DET to said separation / combination module MOD_SC, said information being representative of said elements not deleted at the end of step E70, said separation / combination module MOD_SC transmits only the messages corresponding to said non-deleted elements to the MOD_MOD modulation module. In other words, among all the messages M_ {1}, M_ {2}, M_ {3}, M_ {12}, M_ {13}, M_ {23}, M_ {123}, only the messages M_ {1}, M_ {2}, M_ {3} and M_ {12}, corresponding respectively to the non-deleted elements P_1, P_2, P_3 and P_4, are transmitted to said modulation module MOD_MOD. As a reminder, we have that:
- le message M_{1} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_1 uniquement ;- the message M_ {1} is intended to be decoded by the receiving device D_RX_1 only;
- le message M_{2} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_2 uniquement ;- the message M_ {2} is intended to be decoded by the receiving device D_RX_2 only;
- le message M_{3} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_3 uniquement ;- the message M_ {3} is intended to be decoded by the receiving device D_RX_3 only;
- le message M_{12} est destiné à être décodé par les dispositifs récepteurs D_RX_1 et- the message M_ {12} is intended to be decoded by the receiving devices D_RX_1 and
D RX 2. D RX 2.
[0132] Préférentiellement, et selon un deuxième exemple, le module de séparation / combinaison MOD_SC est configuré pour générer uniquement; sur la base d'une information transmise par le dispositif de détermination D_DET audit module de séparation / combinaison MOD_SC, ladite information étant représentative desdits éléments non supprimés à l'issue de l'étape E70, les messages M_{1}, M_{2}, M_{3} et M_{12}, qui sont ensuite transmis au module de modulation MOD_MOD. Autrement dit, le module de séparation / combinaison MOD_SC ne génère pas, dans ce deuxième exemple, les messages M_{13}, M_{23}, M_{123}. Cette manière de procéder est particulièrement avantageuse car elle permet de limiter la complexité du schéma de division de débit mis en œuvre par le module de séparation / combinaison MOD_SC. En définitive, selon œ deuxième exemple, le module de séparation / combinaison génère uniquement des messages destinés à être émis, œ qui rend le procédé de détermination particulièrement efficace dans le cadre de communications entre le dispositif émetteur D_TX et les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. [0133] Le procédé de détermination a été décrit jusqu'à présent en considérant que le module d'obtention MOD_OBT équipent le dispositif de détermination D_DET est configuré pour obtenir l'ensemble E_S auprès d'une entité autre que ledit dispositif émetteur D_TX, via un échange de données. Cependant; la présente invention reste applicable dans le cas où le module d'obtention est configuré pour obtenir, via des calculs idoines, ledit ensemble E_S. Autrement dit; dans ce dernier cas, le dispositif de détermination D_DET n'a plus besoin d'obtenir l'ensemble E_S auprès d'une autre entité puisqu'il est en mesure de le déterminer lui- même grâce au module d'obtention MOD_OBT qui l'équipe. Pour ce faire, le module d'obtention MOD_OBT comporte classiquement un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (programme d'ordinateur spécifique) et / ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, etc.) pour mettre en œuvre un procédé de calcul de l'ensemble E_S. Preferably, and according to a second example, the MOD_SC separation / combination module is configured to generate only; on the basis of information transmitted by the determination device D_DET to said separation / combination module MOD_SC, said information being representative of said elements not deleted at the end of step E70, the messages M_ {1}, M_ {2 }, M_ {3} and M_ {12}, which are then transmitted to the MOD_MOD modulation module. In other words, the MOD_SC separation / combination module does not generate, in this second example, the messages M_ {13}, M_ {23}, M_ {123}. This way of proceeding is particularly advantageous because it makes it possible to limit the complexity of the flow division scheme implemented by the separation / combination module MOD_SC. Ultimately, according to œ second example, the separation / combination module only generates messages intended to be sent, œ which makes the determination method particularly effective in the context of communications between the sending device D_TX and the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3. The determination method has been described up to now considering that the obtaining module MOD_OBT fitted to the determination device D_DET is configured to obtain the set E_S from an entity other than said sending device D_TX, via data exchange. However; the present invention remains applicable in the case where the obtaining module is configured to obtain, via appropriate calculations, said set E_S. In other words; in the latter case, the determination device D_DET no longer needs to obtain the set E_S from another entity since it is able to determine it itself thanks to the obtaining module MOD_OBT which does it. team. To do this, the MOD_OBT obtaining module conventionally comprises a set of means configured in software (specific computer program) and / or hardware (FPGA, PLD, ASIC, etc.) to implement a method for calculating the set E_S.
[0134] Par ailleurs, le procédé de détermination a également été décrit jusqu'à présent en considérant qu'une étape E10 d'obtention était exécutée de manière préliminaire, avant l'ensemble d'étapes (E20_i, E30_i, E40_i, E50J et éventuellement E60J) visant à sélectionner d'éventuels éléments cibles dans l'ensemble E_S ainsi qu'avant l'étape E70 de suppression. Il n'en reste pas moins que l'invention reste applicable dans le cas où l'ensemble E_S est implémenté dans le dispositif de détermination D_DET dès sa conception (par exemple dans une mémoire dudit dispositif de détermination D_DET), rendant dès lors optionnel le fait que le dispositif de détermination D_DET comporte un module d'obtention MOD_OBT et que le procédé de détermination comporte une étape préliminaire d'obtention E10. [0134] Furthermore, the determination method has also been described so far by considering that a step E10 for obtaining was carried out in a preliminary manner, before the set of steps (E20_i, E30_i, E40_i, E50J and possibly E60J) aiming to select possible target elements in the set E_S as well as before the deletion step E70. The fact remains that the invention remains applicable in the case where the set E_S is implemented in the D_DET determination device from its design (for example in a memory of said D_DET determination device), therefore making the option optional. that the D_DET determination device includes a MOD_OBT obtaining module and that the determination method includes a preliminary obtaining step E10.
[0135] Il convient également de noter que l'invention ne se limite pas non plus au cas où le dispositif de détermination D_DET est compris dans le dispositif émetteur D_TX. En effet, rien n'exclut de considérer une configuration du système 10 de communication dans laquelle le dispositif de détermination D_DET n'est pas compris dans le dispositif émetteur D_TX, et où :It should also be noted that the invention is not limited either to the case where the determination device D_DET is included in the transmitter device D_TX. Indeed, nothing excludes considering a configuration of the communication system 10 in which the determination device D_DET is not included in the sending device D_TX, and where:
- ledit dispositif de détermination D_DET a connaissance de la matrice H du canal de diffusion. Par exemple, la matrice H est déterminée par le dispositif émetteur D_TX et communiquée au dispositif de détermination D_DET via des moyens de communication respectifs desdits dispositifs ; said D_DET determination device is aware of the matrix H of the broadcast channel. For example, the matrix H is determined by the sending device D_TX and communicated to the determining device D_DET via respective communication means of said devices;
- le ou les éléments non supprimés de l'ensemble E_S sont communiqués par le dispositif de détermination D_DET au dispositif émetteur D_TX, via lesdits moyens de communication respectifs desdits dispositifs. the element or elements not deleted from the set E_S are communicated by the determination device D_DET to the sending device D_TX, via said respective communication means of said devices.
[0136] Par ailleurs, outre le procédé de détermination, l'invention concerne également un procédé de communication entre le dispositif émetteur D_TX et les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2,..., D_RX_K. La figure 5 représente, sous forme d'ordinogramme, les principales étapes dudit procédé de communication. [0137] A des fins de simplification de la description dudit procédé de communication, on considère des hypothèses identiques à celles considérées ci-avant en référence à la description du procédé de détermination de la figure 4, à savoir : [0136] Furthermore, in addition to the determination method, the invention also relates to a method of communication between the sending device D_TX and the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, ..., D_RX_K. FIG. 5 represents, in the form of a flowchart, the main steps of said communication method. For the purposes of simplifying the description of said communication method, assumptions identical to those considered above are considered with reference to the description of the determination method in FIG. 4, namely:
- le dispositif émetteur D_TX comporte trois antennes d'émission (i.e. M = 3) ; - the transmitting device D_TX comprises three transmitting antennas (i.e. M = 3);
- trois dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 appartient au système 10 de communication, chacun des dispositifs récepteurs comportant une antenne de réception (i.e. K = 3) ; three receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 belong to the communication system 10, each of the receiving devices comprising a receiving antenna (i.e. K = 3);
- la matrice H admet l'expression suivante :
Figure imgf000030_0001
- the matrix H admits the following expression:
Figure imgf000030_0001
- le seuil α est égal à 20. - the threshold α is equal to 20.
[0138] Tel qu'ilustré par la figure 5, ledit procédé de communication comporte dans un premier temps une étape F10 de détermination de messages destinés à être émis, via le canal de diffusion H, par le dispositif émetteur D_TX vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 conformément au procédé de détermination décrit ci-avant. As illustrated by FIG. 5, said communication method firstly comprises a step F10 of determining messages intended to be sent, via the broadcast channel H, by the sending device D_TX to the receiving devices D_RX_1 , D_RX_2, D_RX_3 in accordance with the determination method described above.
[0139] Ainsi, à l'issue de ladite étape F10, lesdits messages ainsi déterminés sont les messages M_{1}, M_{2}, M_{3} et M_{12}. [0139] Thus, at the end of said step F10, said messages thus determined are the messages M_ {1}, M_ {2}, M_ {3} and M_ {12}.
[0140] Dans un deuxième temps, le procédé de communication comporte une étape F20 d'émission, par le dispositif émetteur D_TX et vers les dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, desdits messages déterminés. [0140] Secondly, the communication method comprises a step F20 of sending, by the sending device D_TX and to the receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, of said determined messages.
[0141] L'émission desdits messages M_{1}, M_{2}, M_{3} et M_{12} comprend notamment une sous-étape de modulation mise en oeuvre par le module de modulation MOD_MOD ainsi qu'une sous-étape de précodage mise en oeuvre par le module précodeur MOD_PC, l'émission desdits messages sous forme de signaux X_{1}, X_{2}, X_{3} et X_{12} s'effectuant in fine au moyen des antennes d'émission TX_1, TX_2, TX_3 équipant le dispositif d'émission D_TX. [0141] The transmission of said messages M_ {1}, M_ {2}, M_ {3} and M_ {12} comprises in particular a modulation sub-step implemented by the MOD_MOD modulation module as well as a sub-step. precoding step implemented by the MOD_PC precoder module, the transmission of said messages in the form of signals X_ {1}, X_ {2}, X_ {3} and X_ {12} ultimately taking place by means of the antennas d TX_1, TX_2, TX_3 transmission equipping the D_TX transmission device.
[0142] Puis, le procédé de communication comporte une étape F30 de réception, par lesdits dispositifs récepteurs D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, desdits messages déterminés. Plus précisément, les signaux X_{1}, X_{2}, X_{3} et X_{12} sont réceptionnés par les D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 grâce à leurs antennes de réception RX_1, RX_2, RX_3 respectives. Une fois les signaux réceptionnés, chaque dispositif récepteur décode le ou les signaux qui lui sont destinés, étant entendu que, comme évoqué auparavant : [0142] Then, the communication method comprises a step F30 of reception, by said receiving devices D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3, of said determined messages. More precisely, the signals X_ {1}, X_ {2}, X_ {3} and X_ {12} are received by the D_RX_1, D_RX_2, D_RX_3 thanks to their respective receiving antennas RX_1, RX_2, RX_3. Once the signals have been received, each receiving device decodes the signal (s) intended for it, it being understood that, as mentioned previously:
- le message M_{1} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_1 uniquement ; - the message M_ {1} is intended to be decoded by the receiving device D_RX_1 only;
- le message M_{2} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_2 uniquement ; - the message M_ {2} is intended to be decoded by the receiving device D_RX_2 only;
- le message M_{3} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_3 uniquement ; - le message M_{12} est destiné à être décodé par les dispositifs récepteurs D_RX_1 et D RX 2. - the message M_ {3} is intended to be decoded by the receiving device D_RX_3 only; - the message M_ {12} is intended to be decoded by the receiving devices D_RX_1 and D RX 2.
[0143] La présente invention trouve une application dans tous les domaines dans lesquels les techniques de schéma par division de débit peuvent être utilisées pour transmettre des données (messages) vers des dispositifs récepteurs. A tire d'exemple nullement limitatif, de tels domaines sont la télévision multi-vues, la télévision à point de vue libre (application dans laquelle un contenu multimédia est transmis à des utilisateurs de manière à ce que chacun d'entre eux puisse choisir et changer son angle de vue en temps réel pour visionner ledit contenu), l'affichage 3D à l'œil nu, la réalité virtuelle , etc. The present invention finds application in all fields in which flow division diagram techniques can be used to transmit data (messages) to receiving devices. As a non-limiting example, such fields are multi-view television, free point-of-view television (application in which multimedia content is transmitted to users so that each of them can choose and change your viewing angle in real time to view said content), naked eye 3D display, virtual reality, etc.

Claims

Revendications Claims
[Revendication 1] Procédé de détermination de messages (M_{1}, M_{2},...) destinés à être émis, via un canal de diffusion donné, par un dispositif émetteur (D_TX) comportant M antennes d'émission vers K dispositifs récepteurs (D_RX_1,...,D_RX_K) comportant chacun une antenne de réception, chaque dispositif récepteur étant indexé par un entier naturel distinct compris entre 1 et K, M et K étant strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K et le canal de diffusion s'écrivant sous la forme d'une matrice complexe H de taille K x M, ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif de détermination (D_DET) et comportant, pour chaque élément P_i de cardinal inférieur à K et appartenant à un ensemble E_S correspondant à l'ensemble des parties non vides P_1, P_2, ..., de l'ensemble E_K des entiers naturels compris entre 1 et K, un ensemble d'étapes de : [Claim 1] Method for determining messages (M_ {1}, M_ {2}, ...) intended to be transmitted, via a given broadcasting channel, by a transmitting device (D_TX) comprising M transmitting antennas to K receiving devices (D_RX_1, ..., D_RX_K) each comprising a receiving antenna, each receiving device being indexed by a distinct natural number between 1 and K, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the diffusion channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M, said method being implemented by a determination device (D_DET) and comprising, for each element P_i of cardinal size less than K and belonging to a set E_S corresponding to the set of nonempty parts P_1, P_2, ..., of the set E_K of natural integers between 1 and K, a set of steps of:
- détermination (E20J), par permutation de la matrice H, d'une matrice H_i, la ligne d'indice k de H_i, pour k compris entre 1 et le cardinal C_i de P_i, correspondant à la ligne t_k de H, t_k étant le k-ième entier, par ordre croissant, de P_i, - determination (E20J), by permutation of the matrix H, of a matrix H_i, the line of index k of H_i, for k between 1 and the cardinal C_i of P_i, corresponding to the line t_k of H, t_k being the k-th integer, in ascending order, of P_i,
- détermination (E30J) d'une décomposition LQ de la matrice H_i, de sorte que H_i est égale à L_i x Q_i avec
Figure imgf000032_0001
où Ll_i, L2_i et V_i ont pour dimensions respectives C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x C_i,- determination (E30J) of a decomposition LQ of the matrix H_i, so that H_i is equal to L_i x Q_i with
Figure imgf000032_0001
where Ll_i, L2_i and V_i have respective dimensions C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x C_i,
- calcul (E40J) d'une matrice W_i solution de l'équation : - calculation (E40J) of a matrix W_i solution of the equation:
V_i + L2J x W_i =0, V_i + L2J x W_i = 0,
- comparaison (E50J) d'une norme de la matrice W_i avec un seuil doαnné, et, si la norme de W_i est inférieure audit seuil a, - comparison (E50J) of a norm of the matrix W_i with a threshold given, and, if the norm of W_i is lower than said threshold a,
- sélection (E60J) dans l'ensemble E_S du ou des éléments, dits « cibles » (P_m), ayant une intersection non vide avec P_i ainsi qu'avec l'ensemble E_K privé de P_i , ledit procédé comportant en outre, à l'issue des itérations dudit ensemble d'étapes et si un ou plusieurs éléments cibles ont été sélectionnés, une étape (E70) de suppression dudit ou desdits éléments cibles de l'ensemble E_S, un élément non supprimé de l'ensemble E_S déterminant un message, parmi un ensemble de messages générés selon un schéma de division de débit; destiné à être émis par le dispositif émetteur vers les dispositifs récepteurs et décodé par le ou les dispositifs récepteurs dont l'indice est égal à un entier dudit élément non supprimé. - selection (E60J) from the set E_S of the element (s), called “targets” (P_m), having a non-empty intersection with P_i as well as with the set E_K deprived of P_i, said method further comprising, at l 'resulting from the iterations of said set of steps and if one or more target elements have been selected, a step (E70) of deleting said target element (s) from the set E_S, a non-deleted element from the set E_S determining a message , among a set of messages generated according to a rate division scheme; intended to be transmitted by the sending device to the receiving devices and decoded by the receiving device (s) whose index is equal to an integer of said non-deleted element.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, ledit procédé comportant une étape préliminaire (E10) d'obtention de l'ensemble E_S. [Claim 2] A method according to claim 1, said method comprising a preliminary step (E10) of obtaining the set E_S.
[Revendication 3] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel la matrice W_i est calculée égale au produit de l'inverse de Moore-Penrose de la matrice -L2_i avec la matrice[Claim 3] A method according to any one of claims 1 to 2, wherein the matrix W_i is calculated equal to the product of the Moore-Penrose inverse of the -L2_i matrix with the matrix
V i. V i.
[Revendication 4] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le seuil a est compris entre 0 et 10000. [Claim 4] A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the threshold a is between 0 and 10,000.
[Revendication 5] Procédé de communication entre un dispositif émetteur (D_TX) comportant M antennes d'émission et K dispositifs récepteurs (D_RX_1,...,D_RX_K) comportant chacun une antenne de réception, le dispositif émetteur étant séparé des dispositifs récepteurs par un canal de diffusion donné, M et K étant strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K et le canal de diffusion s'écrivant sous la forme d'une matrice complexe H de taille K x M, ledit procédé de communication comportant : [Claim 5] Method of communication between a transmitting device (D_TX) comprising M transmitting antennas and K receiving devices (D_RX_1, ..., D_RX_K) each comprising a receiving antenna, the transmitting device being separated from the receiving devices by a given diffusion channel, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the diffusion channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M, said communication method comprising:
- une étape (F10) de détermination de messages (M_{1}, M_{2},...) destinés à être émis, via le canal de diffusion, par le dispositif émetteur vers les dispositifs récepteurs conformément à un procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, - a step (F10) of determining messages (M_ {1}, M_ {2}, ...) intended to be transmitted, via the broadcast channel, by the sending device to the receiving devices in accordance with a determination method according to any one of claims 1 to 4,
- une étape (F20) d'émission, par le dispositif émetteur et vers les dispositifs récepteurs, desdits messages déterminés, - a step (F20) of transmission, by the sending device and to the receiving devices, of said determined messages,
- une étape (F30) de réception, par lesdits dispositifs récepteurs, desdits messages déterminés. - a step (F30) of reception, by said receiving devices, of said determined messages.
[Revendication 6] Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre d'un procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ou d'un procédé de communication selon la revendication 5 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. [Claim 6] A computer program comprising instructions for implementing a determining method according to any one of claims 1 to 4 or a communication method according to claim 5 when said program is executed by a computer. computer.
[Revendication 7] Support d'enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur selon la revendication 6. [Claim 7] A computer readable recording medium on which a computer program according to claim 6 is recorded.
[Revendication 8] Dispositif de détermination (D_DET) de messages (M_{1}, M_{2},...) destinés à être émis, via un canal de diffusion donné, par un dispositif émetteur (D_TX) comportant M antennes d'émission vers K dispositifs récepteurs (D_RX_1,...,D_RX_K) comportant chacun une antenne de réception, chaque dispositif récepteur étant indexé par un entier naturel distinct compris entre 1 et K, M et K étant strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K et le canal de diffusion s'écrivant sous la forme d'une matrice complexe H de taille K x M, ledit dispositif de détermination comportant : [Claim 8] Device for determining (D_DET) messages (M_ {1}, M_ {2}, ...) intended to be transmitted, via a given broadcast channel, by a transmitter device (D_TX) comprising M antennas d 'transmission to K receiving devices (D_RX_1, ..., D_RX_K) each comprising a receiving antenna, each receiving device being indexed by a distinct natural number between 1 and K, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the diffusion channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M, said determination device comprising:
- un premier module de détermination (MOD_DET_1), configuré pour déterminer, pour un élément P_i de cardinal inférieur à K et appartenant à un ensemble E_S correspondant à l'ensemble des parties non vides P_1, P_2, ..., de l'ensemble E_K des entiers naturels compris entre 1 et K, et par permutation de la matrice H, une matrice H_i, la ligne d'indice k de H_i, pour k compris entre 1 et le cardinal C_i de P_i, correspondant à la ligne t_k de H, t_k étant le k-ième entier, par ordre croissant, de P_i, - a first determination module (MOD_DET_1), configured to determine, for an element P_i of cardinality less than K and belonging to a set E_S corresponding to the set of non-empty parts P_1, P_2, ..., of the set E_K natural integers between 1 and K, and by permutation of the matrix H, a matrix H_i, the line of index k of H_i, for k between 1 and the cardinal C_i of P_i, corresponding to the line t_k of H, t_k being the k-th integer, in ascending order, of P_i,
- un deuxième module de détermination (MOD_DET_2), configuré pour déterminer une décomposition LQ de la matrice H_i, de sorte que H_i est égale à L_i x Q_i avec
Figure imgf000034_0001
où Ll_i, L2_i et V_i ont pour dimensions respectives C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x C_i,- a second determination module (MOD_DET_2), configured to determine an LQ decomposition of the matrix H_i, so that H_i is equal to L_i x Q_i with
Figure imgf000034_0001
where Ll_i, L2_i and V_i have respective dimensions C_i x C_i, [K- C_i] x [M - C_i], [K - C_i] x C_i,
- un module de calcul (MOD_CALC), configuré pour calculer une matrice W_i solution de l'équation : - a calculation module (MOD_CALC), configured to calculate a matrix W_i solution of the equation:
V_i + L2_i x W_i =0, V_i + L2_i x W_i = 0,
- un module de comparaison (MOD_COMP), configuré pour comparer une norme de la matrice W_i avec un seuil α donné, - a comparison module (MOD_COMP), configured to compare a standard of the matrix W_i with a given threshold α,
- un module de sélection (MOD_SEL), configuré pour sélectionné dans l'ensemble E_S, si la norme de W_i est inférieure audit seuil a, le ou les ensembles, dits « cibles » (P_m), ayant une intersection non vide avec P_i ainsi qu'avec l'ensemble E_K privé de P_i , - a selection module (MOD_SEL), configured to be selected in the set E_S, if the norm of W_i is less than said threshold a, the set or sets, called “targets” (P_m), having a non-empty intersection with P_i thus than with the private set E_K of P_i,
- un module de suppression (MOD_SUP), configuré pour supprimer, si un ou plusieurs éléments cibles ont été sélectionné, ledit ou lesdits éléments cibles de l'ensemble E_S, un élément non supprimé de l'ensemble E_S déterminant un message, parmi un ensemble de messages générés selon un schéma de division de débit, destiné à être émis par le dispositif émetteur vers les dispositifs récepteurs et décodé par le ou les dispositifs récepteurs dont l'indice est égal à un entier dudit élément non supprimé. - a deletion module (MOD_SUP), configured to delete, if one or more target elements have been selected, said target element (s) of the set E_S, an element not deleted from the set E_S determining a message, from among a set messages generated according to a rate division scheme, intended to be transmitted by the sending device to the receiving devices and decoded by the receiving device (s) whose index is equal to an integer of said non-deleted element.
[Revendication 9] Dispositif de détermination (D_DET) selon la revendication 8, ledit dispositif de détermination comportant également un module d'obtention (MOD_OBT) configuré pour obtenir ledit ensemble E_S. [Claim 9] A determination device (D_DET) according to claim 8, said determination device also comprising an obtaining module (MOD_OBT) configured to obtain said E_S set.
[Revendication 10] Dispositif de détermination (D_DET) selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, ledit dispositif de détermination étant compris dans le dispositif émetteur (D_TX). [Claim 10] Determination device (D_DET) according to any one of claims 8 to 9, said determination device being included in the sending device (D_TX).
[Revendication 11] Système de communication (10) comprenant un dispositif émetteur (D_TX) comportant M antennes d'émission et K dispositifs récepteurs (D_RX_1,...,D_RX_K) comportant chacun une antenne de réception, le dispositif émetteur étant séparé des dispositifs récepteurs par un canal de diffusion donné, M et K étant strictement supérieurs à 1 avec M supérieur ou égal à K et le canal de diffusion s'écrivant sous la forme d'une matrice complexe H de taille K x M, le système de communication comprenant également un dispositif de détermination (D_DET) de messages (M_{1}, M_{2},...) selon l'une quelconque des revendications 8 à 10. [Claim 11] Communication system (10) comprising a transmitting device (D_TX) comprising M transmitting antennas and K receiving devices (D_RX_1, ..., D_RX_K) each comprising a receiving antenna, the transmitting device being separate from the devices receivers by a given broadcast channel, M and K being strictly greater than 1 with M greater than or equal to K and the broadcast channel being written in the form of a complex matrix H of size K x M, the communication system also comprising a device (D_DET) for determining messages (M_ {1}, M_ {2}, ...) according to any one of claims 8 to 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Y. MAOB. CLERCKXV. O. K. LI: "Rate-splitting multiple access for downlink communication systems : bridging, generalizing, and outperforming SDMA and NOMA", EURASIP JOURNAL ON WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWOKING, 2018
YIJIE MAO ET AL: "Rate-Splitting Multiple Access for Downlink Communication Systems: Bridging, Generalizing and Outperforming SDMA and NOMA", ARXIV.ORG, CORNELL UNIVERSITY LIBRARY, 201 OLIN LIBRARY CORNELL UNIVERSITY ITHACA, NY 14853, 30 October 2017 (2017-10-30), XP081407051, DOI: 10.1186/S13638-018-1104-7 *

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