Objectifs de la planification

Au-delà de l’objectif initial d’assurer la couverture radio en tout point, la planification doit permettre d’optimiser le réseau relativement à des critères plus élaborés. Les objectifs de planification sont définit pour obtenir une certaine qualité de services de la part du réseau wLAN. Un objectif de planification est défini comme suit [RUN05]:

Définition : Un objectif de planification est une mesure des performances du réseau sans-fil à optimiser pour un type de service donné.

II.4.1. Objectifs de couverture radio

Le premier service que doit offrir un réseau est la fourniture d’accès. Pour un réseau sans-fil, du fait de la nature du médium radio utilisé, il est nécessaire de garantir un accès aux utilisateurs sur toute la surface couverte en proposant un canal de communication de qualité.

Bahri et Chamberland, Wong et al., Prommak et al., Amaldi et al. décrivent le problème de planification à l’aide d’un programme linéaire. L’objectif principal de planification est soit la minimisation du nombre de points d’accès, soit l’obtention d’une qualité de service adéquate.

Frühwirt et Brisset, Anderson et McGeehan et He et al. proposent de maximiser le nombre de points du plan couvert. Frühwirt et Brisset et He et al. travaillent avec un nombre de points d’accès constant tandis qu’un Anderson et McGeehan minimisent le nombre de points d’accès. Le même objectif est présenté par Stamatelos et Ephremides sous la forme d’une minimisation du nombre de points de test non couverts avec N fixe.

Mateus et al. définissent un critère de couverture qui maximise la somme des puissances reçues en chaque point de test. Maksuriwong et al. proposent de maximiser le rapport signal sur bruit moyen obtenu pour tout le plan. Ces deux critères ne garantissent pas l’absence de trous de couverture. En effet, la somme des puissances reçues ne rendent pas compte de la présence ou non de ces trous.

Sherali et al. proposent un critère unique qui minimise à la fois l’atténuation moyenne du signal et l’atténuation maximale de chaque point de test [RUN05].

II.4.2. Objectifs de recouvrement et d’interférences

Le deuxième critère de planification communément rencontré a rapport aux interférences. En effet, la dégradation du débit fourni par le canal radio peut être liée à un rapport signal sur interférences trop faible.

Il est possible d’optimiser l’utilisation des ressources spectrales en répartissant au mieux les canaux affectés aux points d’accès présents sur le site. L’allocation de ces canaux est un problème d’optimisation combinatoire qui

peut se réduite au problème NP-complet de coloriage de graphes. Il est communément référencé par l’acronyme FAP ("Frequency Assignment

Problem").

En planification wLAN, le nombre de canaux et de points d’accès présents est moins important et des heuristiques plus simples donnent de bons résultats pour le FAP.

Quelques travaux, dont ceux de Mathar et al. ont proposé de réaliser de façon conjointe à la fois l’allocation des canaux et la planification du réseau. Il en est de même en planification wLAN où Bahri et Chamberlain, Mateus et al., Molina et Gonzalez, Lee et al., Prommak et al. et Wertz et al. proposent de rajouter des variables permettant d’allouer les canaux aux points d’accès dans le processus de planification.

Les travaux de Stamatelos et Ephremides et d’Aguado et al. définissent un objectif principal qui a pour but de réduire le recouvrement entre les zones de service des points d’accès sans pour autant réaliser l’allocation des canaux. Si la taille des zones de recouvrement entre des points d’accès voisins est faible en surface, il sera bien plus aisé d’allouer des canaux par la suite.

Stamatelos et Ephremides proposent de minimiser à la fois la taille de la surface non couverte et la taille de la zone interférée.

Le problème de planification cherche à sélectionner des solutions qui couvrent tout l’environnement et qui minimisent le recouvrement entre les zones de service des points d’accès [RUN05].

II.4.3. Objectifs de trafic et de qualité de service

Seuls les travaux les plus récents définissent des problématiques de qualité de service. Ils répondent à la nécessité de fournir des réseaux sans-fil qui garantissent une bande passante aux utilisateurs.

Adickes et al. ont proposé en 2002 d’intégrer un objectif de QoS pour un ensemble de points, les TTP ("Traffic Test Points"), qui possèdent une demande de trafic que le réseau doit fournir. Ce placement des points de trafic s’inspire des travaux de planification cellulaire. Dans ce modèle, la capacité des points d’accès n’est pas prise en compte et il est possible de trouver des solutions où un point d’accès ne pourra fournir assez de bande passante à tous les TTP qu’il couvre.

Les travaux ultérieurs formulent le problème à l’aide d’un programme linéaire et s’assurent que le trafic total demandé par l’ensemble des TTP couverts par un point d’accès n’excède pas sa capacité.

En 2004, Molina et Gonzalez combinent un critère de couverture et un critère de trafic. Ce dernier vérifie également que la demande des TTP n’excède pas la capacité du point d’accès fixée. De même, Bahri et Chamberland imposent la même contrainte de trafic dans un programme linéaire qui minimise le nombre de points d’accès.

Les deux travaux proposés par Lee et al. et Amaldi et al. sont les premiers à avoir choisi de définir comme objectif principal d’optimisation un critère de qualité de service. Ils ont défini un modèle qui a pour objectif de répartir le mieux possible entre les TTP le débit fourni par les points d’accès. La couverture et le recouvrement sont pris en compte par la mise en place de contraintes.

Lee et al. définissent la même contrainte de capacité sur les points d’accès pour obtenir une répartition uniforme du trafic sur ces points d’accès.

Amaldi et al. se placent dans le contexte des réseaux wLAN et considèrent qu’un seul canal est utilisé dans le réseau pour tous les points d’accès. La mesure de capacité du réseau est la somme des probabilités d’accès pour tous les utilisateurs du réseau. L’objectif présenté par Amaldi et al. est de maximiser la capacité du réseau sous la contrainte de couverture totale [RUN05].