Mod` ele stochastique de l’acc` es ` a la ressource du WiFi
Ainsi il apparut qu’il fallait trouver rapidement un moyen de mod´eliser le m´ecanisme d’acc`es `a la ressource radio du standard wifi. De nombreux mod`eles apparurent tr`es rapidement, peu apr`es l’apparition du standard wifi.
Cependant chaque mod`ele faisait certaines hypoth`eses pour des besoins de simplifications. Parmi les hypoth`eses les plus communes nous retrouvons la saturation du canal, ainsi que son caract`ere id´eal. Un canal satur´e consiste
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a consid´erer qu’un utilisateur a en permanence un paquet `a transmettre ou en d’autres termes que le ”buffer” (m´emoire tampon) de l’utilisateur n’est jamais vide. Cette hypoth`ese est souvent justifi´ee en invoquant le fait que dans le pire des cas, on pourra consid´erer la mod´elisation comme un pire cas. Cependant comme nous l’avons mentionn´e cela m`ene ´evidemment a un surdimensionnement qui n’est gu`ere souhaitable. L’hypoth`ese en elle mˆeme est difficilement justifiable si nous consid´erons le fait qu’un utilisateur a rarement un paquet `a transmettre en permanence. Notamment le trafic d’un utilisateur web qui fait l’objet d’intenses recherches de mod´elisation se caract´erise par des jets discontinus de paquets surnomm´es ”burst” (en anglais) suivi de p´eriode de silence g´en´eralement du au fait que l’utilisateur prend le temps de lire l’information requise.
Une seconde approximation souvent rapport´ee dans les mod`eles existants consid`ere le canal comme id´eal. Ainsi chaque paquet transmis arrive ”sain et sauf” avec une probabilit´e ´egale `a 1 s’il ne rencontre pas de collision. Or il est bien connu que la ressource radio est bien loin d’ˆetre sans erreur. Si dans les r´eseaux filaires les probabilit´es d’erreur pour un bit se situent au niveau de 10−16pour les r´eseaux sans fil cela se situe plutˆot aux alentours de 10−8
consid`erent pas le m´ecanisme d’acc`es au wifi avec QoS.
Dans cette th`ese nous proposons de mod´eliser le m´ecanisme d’acc`es au wifi avec QoS sans faire l’approximation de la saturation ni celle du caract`ere id´eal du canal. Pour cela nous ´etendons un des plus fameux mod`eles existant d´enomm´e mod`ele de Bianchi qui fut lui mˆeme ´etendu par Kong au wifi avec QoS. Grace `a notre mod`ele des r´esultats plus fiables permettent un dimensionnement plus exact d’une cellule wifi.
Femtocell
Au niveau femtocell, la difficult´e se situe `a un autre niveau. En effet les m´ e-canismes d’acc`es multiples consid´er´es sont suivant la g´en´eration: CDMA ou OFDMA. Ces m´ecanismes n’´etant pas al´eatoires l’´evaluation de la capacit´e pour une cellule n’est pas r´eellement un d´efi. Par contre des qu’il s’agit de prendre en compte les cellules voisines, nous nous trouvons confront´es `a de tr`es s´ev`eres scenarios d’interf´erence. Par ailleurs contrairement au wifi, la femtocell doit tenir compte de la cellule macro qui la couvre. En effet les femtocells ne peuvent pas nous soustraire de la n´ecessit´e d’une couverture suppl´ementaire `a un niveau plus ´elev´e dans la hi´erarchie g´eographique pour les utilisateurs n’ayant pas la possibilit´e de se connecter a une femtocell.
Des lors se pose le probl`eme de savoir quelle ressource radio la femtocell va t elle utiliser. Une r´eutilisation du spectre de la macrocell peut paraitre all´echante mais va forcement induire de s´ev`eres interf´erences entre femtocell et macrocell. Tandis que l’utilisation d’un spectre consacr´e n’est pas tou-jours possible si l’operateur ne dispose pas de spectre suppl´ementaire pour cette deuxi`eme couche de station d’acc`es. Ainsi pour pouvoir ´evaluer la ca-pacit´e d’une femtocell, il faut auparavant pouvoir r´epondre `a ce premier d´efi.
Dans cette th`ese nous proposons donc dans un second temps un sch´ema innovant de r´eutilisation de fr´equences entre macrocell et femtocell. Nous proposons de fusionner les deux approches mentionn´ees plus haut. A savoir octroyer aux femtocells un spectre d´edi´e qui serait compos´e de fr´equences r´ecup´er´ees des secteurs adjacents de la macrocell. Au moment o`u nous avons d´evelopp´e cette id´ee il n’existait pas encore de m´ethodes de partages de fr´equences optimales entre la macrocell et la femtocell. Apres avoir oc-troy´e un certain spectre au femtocell nous pouvons alors envisager le calcul de la capacit´e d’une femtocell. Ce calcul prend en compte les interf´erences g´en´er´ees par les femtocells voisines r´eutilisant les mˆemes fr´equences, ainsi que celles g´en´er´ees par les utilisateurs de la macrocell.
La structure de la th`ese est la suivante. Nous proposons dans une pre-mi`ere partie de pr´esenter les pr´e-requis techniques pour une bonne com-pr´ehension de la probl´ematique et de la solution. Ensuite nous pr´esentons l’´etat de l’art d´etaill´e. La probl´ematique du wifi et des femtocells est trait´ee en parall`ele mais dans des chapitres distincts du fait de la sp´ecificit´e de chacune des probl´ematiques. Nous conservons ce parall´elisme jusqu’a la fin de la th`ese. Dans une seconde partie nous pr´esentons notre contribution `a chacune des probl´ematiques en d´etails. Enfin dans la troisi`eme partie nous pr´esentons les r´esultats obtenus `a partir de chacune des solutions propos´ees.