Nouveau modèle de calcul du SINR pour les réseaux WIFI
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<strong>Nouveau</strong> modèle <strong>de</strong> <strong>calcul</strong> <strong>du</strong><strong>SINR</strong> <strong>pour</strong> <strong>les</strong> réseaux <strong>WIFI</strong>Journées ResComENST Paris - 25-26 sept. 2006Alexandre GondranCo-auteurs : Alexandre Caminada – Oumaya BaalaLaboratoire SeT - UTBM
Plan1. Problématique : planification <strong>de</strong> réseau <strong>WIFI</strong>2. Echelle logarithmique3. Addition en dBm4. Soustraction en dBm5. Calcul <strong>du</strong> <strong>SINR</strong>6. Premiers résultatsJournées ResCom2 - 25-26/09/2006
1. ProblématiquePlanifier <strong>de</strong>s WLANpositionner et paramétrer automatiquement <strong>de</strong>spoints d’accès sans fil dans un bâtiment afind’offrir aux clients un accès au réseau local enrépondant au mieux à <strong>de</strong>s critères <strong>de</strong> couverture,qualité <strong>de</strong> service et coût financier.Journées ResCom3 - 25-26/09/2006
1. Problématique• Estimation <strong>du</strong> débit réel• Facteurs qui déterminent le débit nominal• Puissance reçueJournées ResCom4 - 25-26/09/2006
Puissance émise par un point d’accèsen dBm100 m100 mJournées ResCom5 - 25-26/09/2006
Débit nominal d’un point d’accès en Mbit/s11 Mbits/s5,5 Mbits/s2 Mbits/s100 m1 Mbits/s0 Mbits/s100 mJournées ResCom6 - 25-26/09/2006
Débit nominal d’un point d’accès en Mbit/s11 Mbits/s5,5 Mbits/s2 Mbits/s100 m1 Mbits/s0 Mbits/sdébit maximumen Mbit/s151050-100 -95 -90 -85 -80puissance reçue en dBm100 mJournées ResCom7 - 25-26/09/2006
1. Problématique• Estimation <strong>du</strong> débit réel• Facteurs qui déterminent le débit nominal• Puissance reçue• Le <strong>SINR</strong> (Signal to Interference plus Noise Ratio)Journées ResCom8 - 25-26/09/2006
Puissance émise par un autre point d’accès en dBmJournées ResCom9 - 25-26/09/2006
Puissance émise par un micro-on<strong>de</strong> en dBmJournées ResCom10 - 25-26/09/2006
<strong>SINR</strong> en dB entre <strong>les</strong> 2 points d’accès et le bruit en best signalJournées ResCom11 - 25-26/09/2006
Débit nominal en Mbit/s fournis par <strong>les</strong> 2 AP utilisant la même fréquence11 Mbits/s5,5 Mbits/s2 Mbits/s1 Mbits/s0 Mbits/sJournées ResCom12 - 25-26/09/2006
Débit nominal en Mbit/s fournis par <strong>les</strong> 2 AP utilisant la même fréquence11 Mbits/s5,5 Mbits/s2 Mbits/s1 Mbits/s0 Mbits/sd éb it m axim u men M b p s1510500 5 10 15 20SIR en dBJournées ResCom13 - 25-26/09/2006
1. Problématique• Estimation <strong>du</strong> débit réel• Facteurs qui déterminent le débit nominal• Puissance reçue• Le <strong>SINR</strong> (Signal to Interference plus Noise Ratio)• Contexte <strong>de</strong> la planification <strong>de</strong> réseau <strong>WIFI</strong>• Recherche locale : exploration <strong>de</strong> l’ensemble <strong>de</strong>s solutions=> Calcul <strong>du</strong> <strong>SINR</strong> prend beaucoup <strong>de</strong> tempsJournées ResCom14 - 25-26/09/2006
2. Echelle logarithmique( )P[ mW ] = P[ dBm] [ mW ] = 10P[ dBm]10( ) ( )P[ dBm] = P[ mW ] [ dBm] = 10×log P[ mW ]P = 100 mW = 20 dBm10A[ mW ] × B[ linéaire] = A[ dBm] + B[ dB]100 2 2[ mW linéaire 20] = 3[ dBm ] ⇒ 200mW = 23dBmJournées ResCom15 - 25-26/09/2006
2. Echelle logarithmiqueA [ mW ] A [ dBm ] B [ dBm ]B[ mW ]= −100mW1000 20 dBm ( 10 dBm) 30dB0.1mW = = − − =linéaire exponentielle× +÷ −+ ⊕−?Θ?Journées ResCom16 - 25-26/09/2006
3. AdditionA = 10 x 10 -6 mW = - 50 dBmB = 2,5 x 10 -6 mW = - 56 dBmA + B = 10 x 10 -6 + 2,5 x10 -6= 12,5 x10 -6 mW = -49 dBmA + B ≠ - 50 - 56 = -106 dBm⊕ : P[ dBm] × P[ dBm] → P[ dBm]( ) max( , ) ( | | )( ) min( , ) ( | | )A ⊕ B = A + f B − A = A B + f − A − B= B + f A − B = A B + f A − Bfx⎛= 10× log10⎜1+10⎝( )10x⎞⎟⎠Journées ResCom17 - 25-26/09/2006
variation <strong>de</strong> la somme endBm( )A ⊕ B = max( A, B) + f − | A − B |x⎛ ⎞10f(x)=10*log10(1+10^(-x/10))f ( x) = 10× log ⎜1+10 ⎟⎝ ⎠-15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0écart <strong>de</strong> puissance en dBm32,521,510,50Journées ResCom18 - 25-26/09/2006
4. SoustractionΘ : P[ dBm] × P[ dBm] → P[ dBm]<strong>pour</strong> A > B1AΘ B = B + f A − B−1= min( A, B) + f | A − B |f( ) ( )x−⎛ ⎞1( x)= 10× log10⎜ − 1+1010⎟⎝ ⎠linéaireexponentielle× +÷ −+ ⊕−ΘJournées ResCom19 - 25-26/09/2006
5. Calcul <strong>du</strong> <strong>SINR</strong><strong>SINR</strong>stpreçues→t[ mW ]I[ mW ]→ = ' 'bruitreçueI[ mW ] p [ mW ] p [ mW ] γ ( f , f )[ linéaire]= +∑s'≠sreçues→t s→ts → t s s<strong>SINR</strong> [ dB] = p [ dBm] − I[ dBm]s'≠s(r)s'→ t s s'bruitI[ dB] = ⊕ p [ dBm] + γ ( f , f )[ dB] ⊕ p [ dBm]Journées ResCom20 - 25-26/09/2006
5. Calcul <strong>du</strong> <strong>SINR</strong>Si ajout d’un site : le client reçoit un signal interférantsupplémentaire (reçuep , )A→tfAreçueancien⎧ ⎪I = pt− <strong>SINR</strong>t⎨ reçue⎪⎩ PA = pA→t+ γ ( fs, fA)<strong>SINR</strong>nouveautr⎪⎧ p max { , }t− I PA si I − PA≥ + 10= ⎨ r⎪⎩p max { , } ( )t− I PA − f − I − PAsinonJournées ResCom21 - 25-26/09/2006
5. Calcul <strong>du</strong> <strong>SINR</strong>Si suppression d’un site : le client reçoit un signalinterférant en moins (reçuep , )A→tfAreçueancien⎧ ⎪I = pt− <strong>SINR</strong>t⎨ reçue⎪⎩ PA = pA→t+ γ ( fs, fA)<strong>SINR</strong>nouveautancien⎧⎪<strong>SINR</strong>tsi I ≥ PA+ 10= ⎨ r−1⎪⎩ p ( )t− PA − f I − PAsinonJournées ResCom22 - 25-26/09/2006
6. Premiers résultats• Pour un client recevant 10 signaux différents• Pour 2 millions <strong>de</strong> changement <strong>de</strong> configuration• 1 million d’ajout d’AP• 1 million <strong>de</strong> suppression d’AP⇒ Gain <strong>de</strong> 50% : 4 secon<strong>de</strong>s avec la métho<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>calcul</strong>incrémental contre 8 secon<strong>de</strong>s <strong>pour</strong> la métho<strong>de</strong> classiqueavec une approximation <strong>de</strong> % <strong>de</strong> la valeur réelle⇒ Perspective : <strong>calcul</strong> <strong>de</strong> <strong>SINR</strong> <strong>du</strong>rant l’optimisationJournées ResCom23 - 25-26/09/2006