Étendue de la couverture d’un lien millimétrique

L’objectif de cette section est d’évaluer l’étendue de la couverture d’un lien millimé-trique dans deux espaces de déploiement différents.

Méthodologie

Les mesures ont été effectuées dans le laboratoire IRIT-ENSEEIHT à Toulouse dans deux environnements différents (fig. 2.1) : une salle de conférence et un couloir. Pour chacun, nous avons déployé deux nœuds configurés en tant que station et AP avec une ligne de vue directe et nous avons fait varier la distance qui les sépare. Un flux TCP est établi sur le lien descendant avec iperf. Nous nous sommes intéressés aux performances en termes de débit, SNR et MCS. Pour une distance donnée, nous avons retenu la moyenne de 10 mesures de la valeur du critère de performance. La taille d’un disque sur le graphe des valeurs de MCS représente la fréquence d’utilisation du MCS associé à une distance donnée. Nous avons conduit nos expériences en fin de semaine ou tard le soir afin d’éviter au maximum les phénomènes d’interférence.

Résultats

Dans la salle de conférence, fig. 2.2, le débit dépasse les 1,4 Gbit/s sur une étendue de 15 mavec une valeur maximale de 1,8 Gbit/s à 0,5 m. Cependant, le lien est incapable de maintenir un MCS très élevé au-delà d’un mètre. L’algorithme d’adaptation du lien choisit la plupart du temps le MCS 10 pour une distance inférieure à 2 mètres, sinon c’est

(a) Débit (b) MCS

(c) SNR

Figure 2.2 Salle de conférence : débit, schéma de modulation et de codage et SNR en fonction de la distance

le MCS 8. Ceci se traduit par une baisse de 17% du débit TCP dès que la distance entre les équipements dépasse un mètre.

Dans le couloir, fig. 2.3, le lien est capable de maintenir un débit supérieur à 1 Gbit/s sur les 21 premiers mètres avec un débit maximal de 1,5 Gbit/s à 2 m. En revanche, la performance du lien devient fortement instable entre 21 m et 31 m avec un débit minimal de 602 Mbit/s avec le schéma de modulation et de codage numéro 3.

On remarque aussi que les valeurs moyennes du débit sur les 15 premiers mètres sont comparables dans les deux environnements. Contrairement à une étude précédente [27], cette conclusion n’est pas valable pour des distances inférieures à 2 m.

En effet, lorsque les deux nœuds sont séparés de 0,5 m, le débit dans le couloir est 2,6 fois plus faible que celui dans la salle de conférence. Pourtant, les valeurs du SNR mesurées à très courte portée sont proches dans les deux environnements (fig. 2.4). Dans le couloir et pour des distances inférieures à 2m, l’algorithme d’adaptation du lien teste plus de MCS que dans la salle de conférence. L’instabilité observée de cet algorithme dans le couloir peut être interprétée comme une indication de la variabilité du canal millimétrique. Comme nous l’avons indiqué précédemment ces expériences ont été conduites à des moments calmes afin de minimiser la dynamique de l’environnement. On en déduit que la dégradation des performances à très courte portée est vraisemblablement due à l’effet du

(a) Débit (b) MCS

(c) SNR

Figure 2.3 Couloir : débit, schéma de modulation et de codage et SNR en fonction de la distance

fading du canal ou bien à l’effet du multi-trajet. Puisque les valeurs de SNR mesurées à très courte portée dans les deux environnements sont proches, la dégradation du débit TCP serait alors due à la présence de multi-trajets de forte intensité qui sont réfléchis par les murs étroitement espacés du couloir créant ainsi de fortes interférences.

Il est possible de vérifier cette hypothèse en observant le taux de perte de trames. Si à courte portée l’émetteur passe plus de temps à retransmettre les trames que pour une grande portée, la dégradation du débit à courte portée serait due aux interférences causées par les multi-trajets. Malheureusement, il ne nous a pas été possible de tester cette hypothèse dans la mesure où le taux de perte des trames de la couche MAC n’est pas accessible sur nos équipements, ni l’implantation logicielle de l’algorithme d’adaptation du lien. Nous avons tenté de calculer ce taux en nous fondant sur la trace des échanges capturée à l’aide de tcpdump. Cependant, nous avons rencontré des difficultés à obtenir des données statistiquement significatives car les traces des échanges sont partielles ; l’absence dans la trace d’un numéro de séquence d’une trame peut être expliqué par une erreur de capture de la trace, par une transmission réussie en une seule tentative ou par plusieurs tentatives ayant échoué.

Figure 2.4 Performances des couches MAC et TCP à très courte portée dans le couloir et dans la salle de conférence

Nous retenons de cette expérience que certains équipements millimétriques sur étagère 802.11ad permettent d’assurer une couverture en indoor allant jusqu’à 31 m avec un débit moyen supérieur à 1 Gbit/s. Les résultats obtenus indiquent que la performance d’un lien millimétrique en indoor dépend de la nature de l’espace de déploiement. Nos expériences dans le couloir du laboratoire mettent en évidence l’instabilité du lien sur de très courtes portées (< 0.5 m) et à grande portée (> 21 m). Les expériences conduites dans une salle de conférence montrent que le lien est plus stable dans cet environnement et que le débit moyen résultant est généralement plus important que celui obtenu dans un couloir.