Titre de l'invention : Procédé de détermination de messages, dispositif de détermination associé

Technique antérieure

[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.

[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.

[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 »).

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[0009] Dans l'exemple de la figure 1, ledit système de communication est un système multi- antennes ou MIMO comprenant :

- un dispositif émetteur D_TX correspondant à une station de base équipée de trois antennes d'émission TX_1, TX_2, TX_3 ;

- 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.

[0010] Le dispositif émetteur D_TX est séparé des dispositifs récepteurs 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.

[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.

[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.

[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.

[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 :

- 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) ;

- le message Ml_123 est destiné à être décodé par les dispositifs D_RX_1, D_RX_2 et 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 :

- 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) ;

- le message M2_123 est public et destiné à être décodé par les dispositifs D_RX_1, D_RX_2 et D_RX_3.

[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 :

- 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) ;

- le message M3_123 est public et destiné à être décodé par les dispositifs D_RX_1, D_RX_2 et D_RX_3.

[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 :

- les messages Ml_12 et M2_12 sont combinés en un message M_{12} ;

- les messages Ml_13 et M3_13 sont combinés en un message M_{13} ;

- les messages M2_23 et M3_23 sont combinés en un message M_{23} ;

- les messages Ml_123, M2_123 et M3_123 sont combinés en un 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}.

[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}.

[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}.

[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}).

[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}.

[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.

[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.

[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.

[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}.

[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}.

[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.

[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.

[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}.

[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}).

[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}).

[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}).

[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.

[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).

[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.

[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.

[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.

[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 2 ^K - 1. Or, comme évoqué ci-avant, des messages parmi ces 2 ^K - 1 messages ne peuvent être décodés, alors même que leur génération et leur émission est consommatrice en ressources matérielles et logicielles.

[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

[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.

[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 :

- 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,

- détermination d'une décomposition LQ de la matrice H_i, de sorte que H_i est égale à L_i x Q i avec 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,

- calcul d'une matrice W_i solution de l'équation :

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,

- 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.

[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},

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.

[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.

[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.

[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 log ₂ (1+α ² ), comme l'ont constaté et démontré les inventeurs.

[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.

[0050] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé comporte une étape préliminaire d'obtention de l'ensemble 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.

[0052] Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le seuil α est compris entre 0 et 10000.

[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.)

[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 :

- 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,

- une étape d'émission, par le dispositif émetteur et vers lesdits dispositifs récepteurs, desdits messages déterminés,

- une étape de réception, par lesdits dispositifs récepteurs, desdits messages déterminés.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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 :

- 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,

- 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 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,

- 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,

- 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 ,

- 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.

[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.

[0063] Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de détermination comportant également un module d'obtention configuré pour obtenir ledit ensemble E_S.

[0064] Dans des modes particuliers de réalisation, le dispositif de détermination est compris dans le dispositif émetteur.

[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.

Brève description des dessins

[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 :

[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. 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. 4] la figure 4 représente, sous forme d'ordinogramme, un mode particulier de mise en œuvre dudit procédé de détermination ;

[Fig. 5] la figure 5 représente, sous forme d'ordinogramme, les principales étapes d'un procédé de communication selon l'invention.

Description des modes de réalisation

[0067] La figure 2 représente schématiquement un mode particulier de réalisation d'un système 10 de communication selon l'invention.

[0068] Tel quillustré par la figure 2, le système 10 de communication est un système multi- antennes ou MIMO comprenant :

- un dispositif émetteur D_TX comportant M antennes d'émission 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,

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).

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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 :

- 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,

- 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 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,

- un module de calcul MOD_CALC, configuré pour calculer une matrice W_i solution de l'équation : 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,

- 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 ,

- 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.

[0083] Dans la mesure où l'ensemble E_K est de cardinal K, l'ensemble E_S est de cardinal 2 ^K . 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.

[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.

[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 log ₂ (1+α ² ) 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.

[0086] Ledit seuil α est par exemple compris entre 0 et 10000. Préférentiellement, ledit seuil α est compris entre 0 et 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.

[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 :

- le dispositif émetteur D_TX comporte trois antennes d'émission (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).

[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 : expression dans laquelle « j » désigne le nombre complexe dont le carré est égal à -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.

[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.

[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 2 ³ - 1 éléments (un élément étant donc une partie de E_3), de sorte que l'ensemble S s'écrit :

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.

[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.

[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.

[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 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 :

[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.

[0100] Ainsi, dans le présent mode de mise en œuvre, la décomposition LQ de la matrice H_1 s'écrit :

H_1 = L_1 x Q_1, expression dans laquelle : et

[0101] Par conséquent, il est possible de mettre L_1 sous la forme suivante : expression dans laquelle Ll_1 est égal à 2,48 et : et

[0102] Par ailleurs, le procédé de détermination comporte aussi une étape E40 1 de calcul d'une matrice W_1 solution de l'équation :

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.

[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 :

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[0111] En œ qui concerne l'élément P_2 (= {2}), on obtient que : et H_2 = L_2 x Q_2, expression dans laquelle : et

On obtient également que Ll_2 est égal à -1,65 et que : et finalement, on obtient que : la norme hermitienne de W_2 étant égale à 105,3 et est donc supérieure au seuil a.

[0112] En ce qui concerne l'élément P_3 (= {3}), on obtient que : et H_3 = L_3 x Q_3, expression dans laquelle : et

On obtient également que Ll_3 est égal à 5,032 et que : et

Finalement, on obtient que : la norme hermitienne de W_3 étant égale à 0,3547 et est donc inférieure au seuil 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.

[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}).

[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 H ¹ , et que la ligne d'indice 2 de P_4 correspond à la ligne 2 de H (t_2 = 2), soit H ² . Ainsi, on a que : et H_4 = L_4 x Q_4, expression dans laquelle : et

On obtient également que L2_4 est égal à -4,74 et que : et Finalement, on obtient que :

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.

[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.

[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}).

[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 H ¹ , et que la ligne d'indice 2 de P_5 correspond à la ligne 3 de H (t_2 = 3), soit H ³ . Ainsi, on a que : et H_5 = L_5 x Q_5, expression dans laquelle : et

On obtient également que L2_5 est égal à -0,01 et que : et

V-5 = [-1.27 - 1.06/ 0]

Finalement, on obtient que :

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 H ² , et que la ligne d'indiœ 2 de P_6 correspond à la ligne 3 de H (t_2 = 3), soit H ³ . Ainsi, on a que : et H_6 = L_6 x Q_6, expression dans laquelle : et

On obtient également que L2_6 est égal à -0,02 et que : et

V_6 = [1.90 - 159/ 0]

Finalement, on obtient que :

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.

[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.

[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}).

[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.

[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.

[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.

[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.

[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}.

[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.

[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 log ₂ (1+α ² ) bits, soit id 8,6 bits (a =

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.

[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 :

- le message M_{1} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_1 uniquement ;

- le message M_{2} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_2 uniquement ;

- 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.

[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.

[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.

[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 :

- 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 ;

- 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.

[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 :

- le dispositif émetteur D_TX comporte trois antennes d'émission (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) ;

- la matrice H admet l'expression suivante :

- le seuil α est égal à 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.

[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}.

[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.

[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.

[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 :

- le message M_{1} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_1 uniquement ;

- le message M_{2} est destiné à être décodé par le dispositif récepteur D_RX_2 uniquement ;

- 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.

[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.