Nouveau modèle de calcul du SINR pour les réseaux WIFI

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Nouveau modèle de calcul du SINR pour les réseaux WIFI

Journées ResCom

ENST Paris - 25-26 sept. 2006 Alexandre Gondran

Co-auteurs : Alexandre Caminada – Oumaya Baala Laboratoire SeT - UTBM

(2)

Journées ResCom 2 - 25-26/09/2006

Plan

1.

Problématique : planification de réseau WIFI

2.

Echelle logarithmique

3.

Addition en dBm

4.

Soustraction en dBm

5.

Calcul du SINR

6.

Premiers résultats

(3)

Planifier des WLAN

positionner et paramétrer automatiquement des

points d’accès sans fil dans un bâtiment afin d’offrir aux clients un accès au réseau local en répondant au mieux à des critères de couverture,

qualité de service et coût financier.

1. Problématique

(4)

1. Problématique

•

Estimation du débit réel

•

Facteurs qui déterminent le débit nominal

• Puissance reçue

(5)

100 m

Puissance émise par un point d’accès en dBm

(6)

11 Mbits/s

2 Mbits/s 5,5 Mbits/s

0 Mbits/s 1 Mbits/s Débit nominal d’un point d’accès en Mbit/s

100 m

(7)

11 Mbits/s

0 Mbits/s 1 Mbits/s Débit nominal d’un point d’accès en Mbit/s

100 m

0 5 10 15

-100 -95 -90 -85 -80

puissance reçue en dBm débit maximum en Mbit/s

(8)

1. Problématique

•

Estimation du débit réel

•

Facteurs qui déterminent le débit nominal

• Le SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio)

(9)

Puissance émise par un autre point d’accès en dBm

(10)

Puissance émise par un micro-onde en dBm

(11)

SINR en dB entre les 2 points d’accès et le bruit en best signal

(12)

11 Mbits/s

0 Mbits/s 1 Mbits/s

Débit nominal en Mbit/s fournis par les 2 AP utilisant la même fréquence

(13)

11 Mbits/s

0 Mbits/s 1 Mbits/s

Débit nominal en Mbit/s fournis par les 2 AP utilisant la même fréquence

0 5 10 15

0 5 10 15 20

SIR en dB débit maximum en Mbps

(14)

1. Problématique

• Estimation du débit réel

• Facteurs qui déterminent le débit nominal

• Le SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio)

• Contexte de la planification de réseau WIFI

• Recherche locale : exploration de l’ensemble des solutions

=> Calcul du SINR prend beaucoup de temps

(15)

( )

^[¹⁰ ^]

[ ] [ ] [ ] 10

P dBm

P mW = P dBm mW =

( )

¹⁰

( )

[ ] [ ] [ ] 10 log [ ]

P dBm = P mW dBm = × P mW

2. Echelle logarithmique

P = 100 mW = 20 dBm

[ ] [ ] [ ] [ ]

A mW × B linéaire = A dBm + B dB

2[linéaire] = 3[dB]

[ ] 2 [ ] 3 100 2 20 3 200 23

A mW A dBm mW dBm ⇒ mW = dBm

(16)

2. Echelle logarithmique

linéaire exponentielle

× +

÷ −

+ ⊕

− Θ

?

[ ]

[ ] [ ]

[ ]

A mW A dBm B dBm

B mW = −

100 1000 20 ( 10 ) 30

0.1

mW dBm dBm dB

mW = = − − =

(17)

3. Addition

A = 10 x 10^-6 mW = - 50 dBm B = 2,5 x 10^-6 mW = - 56 dBm

A + B = 10 x 10^-6 + 2,5 x10^-6 = 12,5 x10^-6mW = -49 dBm A + B ≠ - 50 - 56 = -106 dBm

: [P dBm] P dBm[ ] P dBm[ ]

⊕ × →

( )

^{10 log}¹⁰ ^{1 10}¹⁰^x

f x  

= ×  + 

 

( ) ( )

max( , ) | |

min( , ) | |

A B A f B A A B f A B

B f A B A B f A B

⊕ = + − = + − −

= + − = + −

(18)

f(x)=10*log10(1+10^(-x/10))

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

-15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 écart de puissance en dBm

variation de la somme en dBm

( )

^{10 log}¹⁰ ^{1 10}¹⁰^x

f x  

= ×  + 

 

( )

max( , ) | |

A⊕ =B A B + f − A B−

(19)

4. Soustraction

: [ P dBm ] P dBm [ ] P dBm [ ]

Θ × →

pour A > B

( ) ( )

1 1

min( , ) | |

AΘ = +B B f ⁻ A B− = A B + f ⁻ A B−

( )

1 10

10 log10 1 10

x

f ⁻ x  

= ×  − + 

 

linéaire exponentielle

× +

÷ −

+ ⊕

− Θ

(20)

5. Calcul du SINR

[ ]

reçue s t s t

p mW

SINR I mW

→

=

' '

'

[ ]

^bruit

[ ]

_s^reçue_t

[ ] ( ,

_s _s

)[ ]

s s

I mW p mW p

_→

mW γ f f linéaire

≠

= + ∑

[ ]

^reçue

[ ] [ ]

s t s t

SINR

_→

dB = p

_→

dBm − I dBm

(

^' ^'

)

[ ]

' _s^r _t

[ ] ( ,

_s _s

)[ ]

^bruit

[ ]

s s

I dB p

_→

dBm γ f f dB p dBm

= ⊕

≠

+ ⊕

(21)

( , )

reçue ancien

t t

reçue

A A t s A

I p SINR

P p

_→

γ f f

 = −

 

= +



{ }

{ } ( )

max , si 10

max , sinon

r

t A A

nouveau

t r

t A A

p I P I P

SINR p I P f I P

 − − ≥ +

= 

− − − −



Si ajout d’un site : le client reçoit un signal interférant supplémentaire

( ^p

^A^reçue^→^t

^, ^f

^A

)

5. Calcul du SINR

(22)

( , )

reçue ancien

t t

reçue

A A t s A

I p SINR

P p

_→

γ f f

 = −

 

= +



( )

1

si 10 sinon

ancien

t A

nouveau

t r

t A A

SINR I P

SINR p P f ⁻ I P

 ≥ +

= 

− − −



Si suppression d’un site : le client reçoit un signal interférant en moins

( ^p

^A^reçue^→^t

^, ^f

^A

)

5. Calcul du SINR

(23)

•

Pour un client recevant 10 signaux différents

•

Pour 2 millions de changement de configuration

• 1 million d’ajout d’AP

• 1 million de suppression d’AP

⇒ Gain de 50% : 4 secondes avec la méthode de calcul incrémental contre 8 secondes pour la méthode classique avec une approximation de % de la valeur réelle

⇒ Perspective : calcul de SINR durant l’optimisation

6. Premiers résultats

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