DSpace at VNU: LA COMPATIBILITÉ ENTRE IEEE 802.11B ET IEEE 802.11G DANS LES RÉSEAUX SANS FIL Vu Duc Trung

La com-patibilit´e entre deux normes est assur´ee par des m´ecanismes de protection propos´esdans la norme IEEE 802.11g comme RTS/CTS ou CTS-to-self.. La norme de la couche physique IEEE

M ´EMOIRE DE FIN D’ ´ETUDES

LA COMPATIBILIT ´E ENTRE IEEE 802.11B ET IEEE 802.11G DANS LES R ´ESEAUX SANS FIL

R´ealis´e par: VU Duc Trung

Superviseurs:

Dr Isabelle GU ´ERIN LASSOUS - UCBL

Dr Victor MORARU - IFI

Pr´esent´e pour obtenir le grade de

Master Informatique Sp´ecialit´e Syst`emes et R´eseaux

Hanoi

Novembre, 2009

Je voudrais particuli`erement remercier Dr Isabelle GU ´ERIN LASSOUS et Dr.Victor MORARU, mes superviseurs de stage, pour l’encadrement, l’aide, les id´eesqu’ils m’ont donn´e pendant toute la dur´ee du stage

Je voudrais remercier tous les membres de l’´equipe MSI pour leur accueil chaleureux.J’adresse mes sinc`eres remerciements `a tous les professeurs de l’IFI pour m’avoirenseign´e et m’inspirer pendant mes ´etudes au master

Ces derni`eres ann´ees ont vu l’usage des r´eseaux locaux sans fils croˆıtre nentiellement Les normes de IEEE 802.11 ont ´et´e conc¸ues pour offrir aux stationsdes services comparables `a ceux disponibles dans les r´eseaux locaux filaires Dans

expo-la pratique, ces normes permettent de relier des stations mobiles `a une liason hautd´ebit jusqu’`a 11 Mbps en IEEE 802.11b ou 54 Mbps en IEEE 802.11a/b La normeIEEE 802.11g est la plus r´epandue dans le commerce actuellement Cette norme aune r´etro-compatibilit´e avec la norme IEEE 802.11b, ce qui signifie que des mat´erielsconformes `a la norme 802.11g peuvent fonctionner en IEEE 802.11b Cette aptitudepermet aux nouveaux ´equipements de proposer le 802.11g tout en restant compat-ibles avec les r´eseaux existants qui sont souvent encore en IEEE 802.11b La com-patibilit´e entre deux normes est assur´ee par des m´ecanismes de protection propos´esdans la norme IEEE 802.11g comme RTS/CTS ou CTS-to-self L’objectif principal demes travaux est d’´etudier, par simulation, ces m´ecanismes dans un r´eseau m´elang´edes stations de IEEE 802.11b et IEEE 802.11g

In recent years, we have seen a very rapid development of wireless local area works (WLANs) IEEE 802.11 standards were designed to provide mobile stationswith services comparable to those available in wired networks In practice, thesestandards can support high transmission rates from 11 Mbps with IEEE 802.11b up

net-to 54 Mbps with IEEE 802.11g IEEE 802.11g is the most popular standard deployed

in business today This standard also supports a backward compatibility with IEEE802.11b, which means that IEEE 802.11g devices can operate in IEEE 802.11b net-works The compatibility between these two standards is ensured by protectionmechanisms proposed in the IEEE 802.11g, such as RTS/CTS and CTS-to-self Themain purpose of my work is to study, by simulation, these mechanisms in a mixedIEEE 802.11b and g network

Table de mati`eres

2 Les normes IEEE 802.11 3

2.1 Couche Physique 3

2.1.1 Bandes de fr´equences 3

2.1.2 Norme d’origine de 802.11 4

2.1.2.1 Modulation 6

2.1.2.2 Structure de trame physique 7

2.1.3 IEEE 802.11b 8

2.1.4 IEEE 802.11a 9

2.1.5 IEEE 802.11g 9

2.1.6 IEEE 802.11n 10

2.2 Couche MAC 10

2.2.1 Vue d’ensemble de la couche MAC 10

2.2.2 M´ecanisme de CSMA/CA 12

2.2.2.1 Principe de l’accus´e de r´eception ACK 12

2.2.2.2 Espace entre deux trames 13

2.2.2.3 Algorithme de backoff exponentiel 14

2.2.3 Noeuds cach´es et m´ecanisme RTS/CTS 15

3 Compatibilit´e entre IEEE 802.11b et IEEE 802.11g 17 3.1 Nouveaux modes de transmission de 802.11g 17 3.2 Param`etres principaux influenc¸ant la compatibilit´e entre deux normes 18

3.2.1 Longueur Pr´eambule 18

3.2.2 Dur´ee de slot et fenˆetre de contention minimale 19

3.3 M´ecanismes de protection pour l’interop´erabilit´e entre deux normes 20 3.4 Evaluation de performance 21

4 Simulation de IEEE 802.11 avec ns-2 23 4.1 Mod`ele d’origine de simulation pour IEEE 802.11 24

4.2 Nouvelle impl´ementation de IEEE 802.11 dans ns-2 25

4.2.1 Architecture g´en´erale 26

4.2.2 Mod´elisation de PHY 27

4.2.2.1 Module de contr ˆole de puissance 27

4.2.2.2 Gestionnaire des ´etats PHY 27

4.2.2.3 Raisons pour la d´epose des trames 29

4.2.3 Mod´elisation de MAC 30

4.2.3.1 Module de transmission 30

4.2.3.2 Module de r´eception 31

4.2.3.3 Gestionnaire des ´etats de canal 32

4.2.3.4 Gestionnaire du backoff 33

4.2.3.5 Module de coordination de transmission 34

4.2.3.6 Module de coordination de r´eception 37

5 Contributions `a l’impl´ementation de IEEE 802.11 dans ns-2 39 5.1 Objectifs de travail 39

5.2 Probl`emes `a r´esoudre 40

5.2.1 Couche physique 40

5.2.2 Couche MAC 41

6 Simulations et r´esultats obtenus 43 6.1 Sc´enario simple d’une paire de noeuds IEEE 802.11g 43

6.1.1 Mode ERP-OFDM d’origine 44

6.1.2 ERP-OFDM avec RTS/CTS 45

6.1.3 ERP-OFDM avec CTS-to-self 47

6.2 R´eseau m´elang´e de IEEE 802.11b/g 48

6.3 R´eseau multi-sauts 52

6.3.1 R´eseau de trois noeuds IEEE 802.11g 52

6.3.2 R´eseau m´elang´e de IEEE 802.11b/g 53

Liste de figures

1 Les canaux de DSSS 6

2 Les sch´emas de modulation de base DBPSK-DQPSK 6

3 Trame physique de IEEE 802.11 7

4 Les couches de IEEE 802.11 11

5 Structure de trame 802.11 12

6 M´ethode d’acc`es DCF 13

7 Noeuds cach´ees 16

8 Mode DSSS/OFDM 20

9 Le m´ecanisme RTS-CTS 21

10 Structure d’un noeud mobile dans ns-2 23

11 Architecture du mod`ele d’origine pour IEEE 802.11 24

12 Architecture de la nouvelle mod´elisation pour IEEE 802.11 26

13 Machine d’´etats de PHY 28

14 Machine d’´etats du gestionnaire des ´etats de canal 32

15 Utilisation du gestionnaire de backoff 34

16 Machine d’´etats du gestionnaire de Backoff 34

17 Machine d’´etats du module coordination de transmission 35

18 Machine d’´etats du module de coordination de r´eception 37

19 Topologie simple du r´eseau de paire IEEE 802.11g 43

20 D´ebit satur´e en mode ERP-OFDM d’origine 44

21 Variation du d´ebit en mode ERP-OFDM d’origine 45

22 D´ebit satur´e en mode ERP-OFDM avec RTS/CTS 46

23 Variation du d´ebit en mode ERP-OFDM avec RTS/CTS 46

24 D´ebit satur´e en mode ERP-OFDM avec CTS-to-self 47

25 Variation du d´ebit en mode ERP-OFDM avec CTS-to-self 48

26 Topologie du r´eseau m´elang´e de 802.11g et 802.11b 48

27 M´ecanisme RTS/CTS vs CTS-to-self avec MIXED = off 50

28 M´ecanisme RTS/CTS vs CTS-to-self avec MIXED = on 50

29 M´ecanisme CTS-to-self avec MIXED = off vs MIXED = on 51

30 Topologie du r´eseau multi-sauts de 802.11g 52

31 D´ebit maximal en fonction de la vitesse de transmission 52

32 Variation du d´ebit obtenu en fonction de temps 53

33 Topologie du r´eseau multi-sauts m´elang´e de 802.11b/g 54

34 D´ebit de la transmission 802.11g avec RTS/CTS vs CTS-to-self 54

1 Introduction

Le r´eseau IEEE 802.11 sans fil local (WLAN) est apparu comme une technologie

`a large bande qui r`egne `a l’int´erieur de r´eseaux sans fil Il est largement d´eploy´edans toute l’entreprise, la maison et les environnements publics La sp´ecificationIEEE 802.11 d´efinit un contr ˆole unique d’acc`es au m´edium (MAC) avec des plusieurscouches physique (PHY) La norme de la couche physique IEEE 802.11b supporte lestaux de transmission allant de 1 `a 11 Mbps via les sch´emas de modulation Comple-mentary Code Keying (CCK) et Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) `a 2,4 GHzlorsque la norme IEEE 802.11a supporte des taux de transmission de 6 `a 54 Mbpsvia Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) `a 5 GHz La norme IEEE802.11a peut supporter une transmission plus rapide que la norme IEEE 802.11b,mais ces normes ne sont pas interop´erables car elles fonctionnent dans les bandes

de fr´equence diff´erentes Par cons´equent, on a cherch´e un syst`eme plus rapide `a 2,4GHz, ce qui peut fonctionner en interaction avec des syst`emes IEEE 802.11b

En cons´equence, l’´equipe de travail de IEEE 802.11 a d´efini une nouvelle PHY,dite 802.11g, comme une extension de la norme IEEE 802.11b pour supporter lestaux de transmission jusqu’`a 54 Mbps `a 2,4 GHz La norme IEEE 802.11g est con-sid´er´e comme une convergence des normes IEEE 802.11b et IEEE 802.11a Elle secompose la modulation CCK/DSSS, la modulation OFDM modifi´e pour le fonction-nement `a la bande 2,4 GHz, et deux autres sch´emas optionnels de modulation Lemode OFDM est appel´e Extended Rate PHY - Orthogonal Frequency Division Mul-tiplexing (ERP-OFDM)

Th´eoriquement, les stations de IEEE 802.11g doivent co-exister avec celles deIEEE 802.11b dans le mˆeme endroit, `a la mˆeme bande de fr´equence, et dans le mˆemer´eseau Toutefois, la norme IEEE 802.11g a un probl`eme grave quand il co-existeavec la norme IEEE 802.11b parce que des stations de cette ancienne norme ne peu-vent pas d´etecter des signaux ERP-OFDM sur l’air qui sont ´emis par des stations deIEEE 802.11g Cela peut provoquer des collisions Par cons´equent, dans la normeIEEE 802.11g, on a d´efini quelques m´ecanisms de prot´ection pour r´eserver le canal

afin d’´eviter des interf´erences caus´ees par des transmissions de IEEE 802.11b Cesm´ecanismes sont: le mode optionnel DSSS-OFDM, RTS/CTS et CTS-to-self.

L’objectif de mon stage est d’´evaluer l’efficacit´e de ces m´ecanismes par tion Pour faire des ´evaluations, j’ai mise en oeuvre le m´ecanisme CTS-to-self dans

simula-le simulateur ns-2 J’ai commenc´e mon m´emoire, dans la section 2, une ´etude fondie sur le d´eveloppement des normes de IEEE 802.11 La compatibilt´e entre deuxnormes IEEE 802.11b et IEEE 802.11g va ˆetre pr´esent´e plus en d´etail dans la section 3

appro-La section suivante est consacr´ee pour la description du mod`ele d’impl´ementationpour IEEE 802.11 dans le simulateur ns-2 J’ai ´egalement d´ecrit mes contributions `acette impl´ementation dans la section 5 et la derni`ere section pour la pr´esentation desr´esultats obtenus

2 Les normes IEEE 802.11

Le groupe 802.11 a ´et´e initi´e en 1990, et la norme IEEE 802.11 d´efinissant lesr´eseaux locaux sans fil a vu le jour en 1997 La norme d’origine a d´efini trois couchesphysiques pour une mˆeme couche MAC, correspondant `a trois types de produits802.11 :

• IEEE 802.11 FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), qui utilise la nique d’´etalement de spectre bas´e sur le saut de fr´equence

• IEEE 802.11 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), qui utilise aussi la nique d’´etalement de spectre mais sur une s´equence directe

tech-• IEEE 802.11 IR (InfraRed), de type infrarouge

Les r´eseaux IEEE 802.11 FHSS et IEEE 802.11 DSSS sont des r´eseaux radio sansfil ´emettant dans la bande ISM La norme IEEE 802.11 n’est pas rest´e fig´e, et de nom-breuses am´eliorations ont ´et´e apport´ees `a la norme d’origine Ces am´eliorationscontinuent actuellement Trois nouvelles couches physiques ont ´et´e ajout´ees avecles normes IEEE 802.11b, IEEE 802.11a et IEEE 802.11g

La couche physique est divis´ee en deux sous-couches :

• La sous-couche PMD (Physical Medium Dependent) qui g`ere l’encodage desdonn´ees et effectue la modulation

• La sous-couche PLCP (Physical Layer Convergence Protocol) qui s’occupe del’´ecoute du m´edium et fournit un CCA (Clear Channel Assessment) `a la coucheMAC pour lui signaler que le canal est libre

2.1.1 Bandes de fr´equences

Les normes IEEE 802.11/a/b/g utilisent des fr´equences situ´ees dans des bandes

la part d’un organisme de r´eglementation Les deux bandes sans licence utilis´eesdans 802.11a/b/g sont:

• La bande ISM utilis´ee dans 802.11b/g correspond `a une bande de fr´equence

situ´ee autour de 2.4 GHz, avec une largeur de bande de 83.5 MHz (2.4 MHz

- 2.4835 MHz) Cette bande ISM est reconnue par les principaux organismes

de r´eglementation, tels que la FCC au Etats- Unis, l’ETSI en Europe, l’ART enFrance

• La bande U-NII situ´ee autour de 5 GHz Elle offre une largeur de bande de

300 MHz (plus importante que celle de la bande ISM qui est ´egale `a 83.5 MHz).Cette bande n’est pas continue mais elle est divis´ee en trois sous-bandes dis-tinctes de 100 MHz Dans chaque sous bande la puissance d’´emission autoris´eeest diff´erente La premi`ere et la deuxi`eme sous bande concernent des trans-missions en int´erieur La troisi`eme sous-bande concerne des transmissions

en ext´erieur Comme pour la bande ISM, la disponibilit´e de ces trois bandesd´epend de la zone g´eographique Les Etats-Unis utilisent la totalit´e des sous-bandes, l’Europe n’utilise que les deux premi`eres et le Japon la premi`ere Lesorganismes charg´es de r´eguler l’utilisation des fr´equences radio sont : l’ETSI(European Telecommunications Standards Institute) en Europe, la FCC (Fed-eral Communications Commission) aux Etats-Unis, le MKK (Kensa-kentei Kyokai)

au Japon

2.1.2 Norme d’origine de 802.11

La couche physique de la norme d’origine a d´efinit trois techniques de sion de donn´ees [2]:

transmis-• Infra-Rouge : Cette technique n’est jamais d´eploy´ee dans la r´ealit´e.

• Frequency hopping spread spectrum (FHSS) : La bande des 2.4 GHz est

di-vis´ee en 79 sous-canaux de 1 MHz L’´emetteur et le r´ecepteur s’accordent surune s´equence de sauts pr´ecise utilis´es pour transmettre les donn´ees La trans-mission se fait par l’interm´ediaire de sauts d’un sous-canal `a un autre, sauts qui

se produisent toutes les 300 ms, selon une s´equence pr´ed´efinie Le FHSS d´efinittrois ensembles de 26 s´equences en minisant le risque que deux exp´editeursutilisent simultan´ement le mˆeme sous-canal En mode FHSS, les donn´ees sont

´emises au moyen d’une modulation GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)

Le d´ebit est compris entre 1 et 2 Mbit/s L’un des avantages du FHSS est qu’ilpermet, th´eoriquement, de faire fonctionner simultan´ement 26 r´eseaux 802.11FHSS dans une mˆeme zone Un autre avantage du FHSS est sa r´esistance faceaux interf´erences, comme le syst`eme saute toutes les 300 ms d’un canal `a unautre sur la totalit´e de la bande, si des interf´erences surviennent sur une partie

de la bande ISM, cela n’engendre pas de trop importantes pertes de mance Le principal incov´enient du FHSS vient de son d´ebit qui est limit´e `a 2Mbit/s Cette limitation est due au fait que la bande passante des canaux ´egale

perfor-`a 1 MHz

• Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) : Comme le FHSS, le DSSS divise la

bande ISM en sous bandes Cependant la division se fait ici en 11 canaux de 22MHz aucun La transmission ne se fait que sur un canal donn´e La largeur de

la bande ISM ´egant ´egale `a 83.5 MHz, il est impossible d’y placer 11 cannauxadjacents de 20 MHz Les canaux se recouvrent donc, comme illustr´e `a la figure

1 Il ne peut donc y avoir au maximum que trois r´eseaux 802.11 DSSS ´emettantsur une mˆeme cellule sans risque d’interf´erences L’´etalement du spectre estr´ealis´e en utilisant une s´equence de 11 chips, appel´ee code de Barker (+1, -

1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, -1) Pour chaque bit de donn´ee transmis estmultipli´e par cette s´equence de 11 chips Le r´esultat de la multiplication (las´equence de chips) est transmis au r´ecepteur en utilisant une des techniques demodulation normalis´ees Au r´ecepteur, le signal est d´emodul´e et le flux de bitest multipli´e par le code de Barker Cette approche introduit un ´etalement despectre rendant le signal `a transmettre plus insensible aux interf´erences bande

´etroite En effet, si le bruit n’affecte qu’une zone de la bande, il sera possible derestaurer le signal et de r´ecup´erer les bits d’information

Figure 1: Les canaux de DSSS

2.1.2.1 Modulation

Figure 2: Les sch´emas de modulation de base DBPSK-DQPSK

La modulation peut ˆetre d´efinie comme le processus par lequel le signal est form´e de sa forme d’origine en une forme adapt´ee au canal de transmission, par ex-emple en faisant varier les param`etres d’amplitude et d’argument (phase / fr´equence)d’une onde sinuso¨ıdale appel´ee porteuse Deux techniques de modulation de baseutilis´ees avec le mode DSSS sont : DBPSK (Differential Binary Phase Shift Key-ing) pour le taux 1 Mbps (1 bit par symbole) et DQPSK (Differential QuadaraturePhase Shift Keying) pour le taux 2 Mbps (2 bits par symbole) La figure 2 montre les

trans-sch´emas de constellation des deux techiniques de modulation.

2.1.2.2 Structure de trame physique

Figure 3: Trame physique de IEEE 802.11

La figure 3 montre la structure logique d’une trame de IEEE 802.11 au niveau de

la couche physique

Pr´eambule: Il est d´ependant de la couche physique et se compose :

• Synch : C’est une s´equence de 80 bits alternant 0 et 1, qui est utilis´e par le circuitphysique pour s´electionner l’antenne appropri´ee (si plusieurs sont utilis´ees), etpour corriger l’offset de fr´equence et de synchronisation

• SFD : Le Start Frame Delimiter consiste en la suite de 16 bits 0000 1100 1011

1101, utilis´ee pour d´efinir le d´ebut de la trame

Entˆete PLCP: Il contient des informations logiques utilis´ees par la couche physiquepour d´ecoder la trame :

• 8 bits signal indique quel taux de transmission de donn´ees Avec la versiond’origine, il n’existe que deux valeurs : 00001010 pour 1 Mbps DSSS et 00010100pour 2 Mbps DSSS

• 16 bits longeur de mot du MAC PDU : il repr´esente le nombre d’octets que tient le paquet, ce qui est utile `a la couche physique pour d´etecter correctement

con-la fin du paquet

• Champ d’entˆete du contr ˆole d’erreur : champ de d´etection d’erreur CRC 16

bits

Le pr´eambule et l’entˆete sont toujours transmis `a 1 Mbps Les donn´ees de la couche

MAC sont envoy´ees au taux sp´ecifi´e dans l’entˆete L’´emetteur utilise DBPSK pour 1

Mbps et DQPSK pour 2 Mbps

2.1.3 IEEE 802.11b

En 1999, une nouvelle couche physique, 802.11b, plus commun´ement appel´ee

Wi-Fi, a ´et´e ajout´ee `a la norme 802.11 Fonctionnant toujours dans la bande ISM,

802.11b utilise un nouveau codage appel´e CCK (Complementary Code Keying) [3]

qui permet d’offrir deux d´ebits : 5.5 Mbps ou 11 Mbps Comme ils s’appuient sur

le DSSS, les r´eseaux 802.11b et la norme d’origine sont compatibles et peuvent

com-muniquer entre eux, mais aux d´ebits de 802.11 DSSS, compris entre 1 `a 2 Mbps

Pour augmenter les d´ebits de la norme 802.11, des techniques de codage ´evolu´ees

sont mises en oeuvre Plut ˆot que de se cantonner aux deux s´equences Barker sur 11

bits (pour 1 et 2 Mbit/s, la norme d´efinit la technique CCK (Complementary Code

Keying), qui consiste en un ensemble de 64 mots de 8 bits chacun Les propri´et´es

math´ematiques sp´ecifiques de cet ensemble permettent de distinguer les mots

cor-rectement les uns des autres par le r´ecepteur, mˆeme en pr´esence de bruit et d’interf´erences(par exemple les interf´erences caus´ees par la r´eception de multiples r´eflexions radio

dans un bˆatiment) Le d´ebit de 5,5 Mbit/s utilise la technique CCK pour coder 4 bits

par porteuse, tandis que le mode 11 Mbit/s encode 8 bits par porteuse Les deux

modes font appel `a la technique de modulation QPSK et signalent `a 1,375 MSps

C’est de cette mani`ere qu’il est possible d’atteindre ces d´ebits sup´erieurs

D´ebit Longueur du code Modulation D´ebit par symboles Nbr de bits/symbole

Une des particularit´es de 802.11b est la variation dynamique du d´ebit Ce m´ecanismepermet d’ajuster le d´ebit (en ajustant le codage et la modulation) en fonction des vari-

ations de l’environnement radio Si l’environnement est optimal, le d´ebit est de 11

Mbps D`es que l’environnment commence `a se d´egrader, pour causes d’interf´erences,

de r´eflexion, d’´eloignement du point d’acc`es, etc , le d´ebit descend

automatique-ment

2.1.4 IEEE 802.11a

Contrairement `a 802.11b, 802.11a n’utilise pas la bande ISM mais la bande

U-NII situ´ee autour de 5 GHz La forme d’onde de IEEE 802.11a utilise une approche

OFDM qui repr´esent une avanc´ee importante par rapport aux formes d’ondes pr´ec´edemment.Toutes les deux parties de la bande sont divis´ees en 12 porteuses qui se recouvrent

Chaque porteuse est divis´ee en 52 sous-porteuses qui sont modul´ees de mani`ere

or-thogonale C’est-`a-dire que des canaux adjacents ne s’interf´erent pas A l’´emetteur,

les donn´ees transmis sont distribu´ees en plusieurs sous-porteuses selon le taux qui

assure l’´equit´e d’´energie de transmission pour des sous-porteuses Le signal est

cal-cul´e `a partir de la combinaison de toutes les sous-porteuses modul´ees La d´emodulationest inverse au r´ecepteur La norme 802.11a permet d’obtenir un haut d´ebit (54 Mbps

th´eoriques)

Le principe de l’OFDM consiste `a diviser sur un grand nombre de porteuses le

signal num´erique que l’on veut transmettre Pour que les fr´equences des porteuses

soient les plus proches possibles et ainsi transmettre le maximum d’informations sur

une portion de fr´equences donn´ees, l’OFDM utilise des porteuses orthogonales entre

elles

2.1.5 IEEE 802.11g

La solution IEEE 802.11g est une transposition de la forme d’onde IEEE 802.11a

de la bande U-NII vers la bande ISM A l’exception de cette diff´erence de valeur de

porteuse, la couche physique est rigoureusement identique `a celle de IEEE 802.11a.

Le standard IEEE 802.11g accomplit deux objectifs principaux [4]:

• OFDM est d´eploy´e `a la bande ISM 2.4 GHz comme une partie obligatoire dustandard et il permet d’obtenir un d´ebit 54 Mbps

• La r´etro-compatibilit´e avec les systems 802.11b est garantie

2.1.6 IEEE 802.11n

La norme IEEE 802.11n se fonde sur les pr´ec´edentes normes de 802.11 en y ajoutant

la technologie des entr´ees-sorties multiples (MIMO - Multiple Input Multiple put) et l’utilisation d’une fr´equence de 40 MHz pour le fonctionnement de la couchephysique (PHY) La technologie MIMO utilise plusieurs antennes ´emettrices/r´e´eceptricespour am´eliorer la performance du syst`eme La fr´equence de 40 MHz utilise des ban-des passantes plus larges, comparativement `a la fr´equence de 20 MHz des pr´ec´edentesnormes 802.11, avec comme r´esultat des d´ebits de donn´ees plus ´elev´es Les largeurs

Out-de banOut-des plus larges sont plus rentables au niveau du co ˆut et plus faciles `a plir avec une augmentation mod´er´ee dans le traitement num´erique du signal

accom-S’ils sont correctements impl´ement´es, les canaux 40-MHz peuvent fournir plusque deux fois de bande passante utilisable que les canaux 20Mhz des normes 802.11actuelles L’utilisation coupl´ee de la technologie MIMO avec des canaux utilisantune bande passante plus large offre la possibilit´e de cr´eer des approches tr`es puis-santes et rentables pour augmenter le taux de transfert physique

2.2.1 Vue d’ensemble de la couche MAC

Comme pour Ethernet, la couche de liaison de donn´ees de 802.11 (couche 2 del’OSI) se compose de deux sous-couches : le contr ˆole de la liaison logique LLC(norme 802.2) et le contr ˆole d’acc`es au m´edium Voir la figure 4 :

Figure 4: Les couches de IEEE 802.11

Le m´edium de transmission peut ˆetre acc´ed´e selon un des deux modes : le modePCF (Point Coordination Function) et le mode DCF (Distributed Coordination Func-tion)[1] PCF est une m´ethode optionnelle et donc peu ou pas impl´ement´ee dansles mat´eriels 802.11 PCF consiste en une gestion centralis´ee des ressources C’est

le point d’acc`es qui ordonne les transmissions et distribue le droit `a la parole Danscette section, on ne consid`ere que le mode DCF

DCF est le mode d’acc`es principal qui doit ˆetre support´e par toutes les stationsdans le r´eseau Le DCF op`ere uniquement dans un r´eseau ad hoc ou coexiste avecPCF dans un r´eseau d’infrastructure Selon le mode DCF, les stations voulant ´emettredoivent se concurrencent pour avoir l’acc`es au m´edium Apr`es une trame est trans-mise, la station doit r´ep´eter cette ´etape pour ´emettre les trames suivantes Cetteproc´edure assure l’´equit´e de l’acc`es au m´edium pour toutes les stations DCF s’appuiesur le protocole CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance)

Figure 5: Structure de trame 802.11

2.2.2 M´ecanisme de CSMA/CA

2.2.2.1 Principe de l’accus´e de r´eception ACK

Une station voulant transmettre ´ecoute le support, et s’il est occup´e, la mission est diff´er´ee Si le support est libre pour un temps sp´ecifique (appel´e DIFS,Distributed Inter Frame Space, dans la norme), alors la station est autoris´ee `a trans-mettre apr`es une dur´ee tir´ee al´eatoirement en se basant sur l’algorithme de Backoffexponentiel (voir partie suivante) La station r´eceptrice va v´erifier le CRC du pa-quet rec¸u et renvoie un accus´e de r´eception (ACK) La r´eception de l’ACK indiquera

trans-`a l’´emetteur qu’aucune collision n’a eu lieu Si l’´emetteur ne rec¸oit pas l’accus´e der´eception, alors il retransmet le fragment jusqu’`a ce qu’il l’obtienne ou abandonne

au bout d’un certain nombre de retransmissions

Remarque : c’est la couche MAC qui est inform´ee des collisions par l’attented’un accus´e de r´eception (ACK) pour chaque fragment transmis Dans le cas denon r´eception d’un ACK, la couche MAC retransmet le paquet sans avoir `a passerpar les couches sup´erieures, ce qui engendrait des d´elais significatifs La diff´erencemajeure entre CSMA/CA et CSMA/CD est la possibilit´e de d´etection de collisions.Dans la technique CSMA/CD, la collision est d´etect´ee `a l’´emission car les stationsont la possibilit´e de continuer `a ´ecouter leurs transmissions en cours En revanche,cette collision ne pourra pas ˆetre d´etect´ee qu’au niveau du r´ecepteur dans le cas dum´ecanisme CSMA/CA

Afin de surveiller l’activit´e du r´eseau, la sous couche MAC travaille en tion avec la couche physique qui utilise l’algorithme CCA (Clear Channel Detection)

collabora-pour ´evaluer la disponibilit´e du canal Pour savoir si le canal est libre, la couchephysique mesure la puissance rec¸ue par l’antenne appel´ee RSSI (Received SignalStrength Indicator) La couche physique d´etermine donc si le canal est libre en com-parant la valeur du RSSI `a un certain seuil et transmet par la suite `a la couche MAC

un indicateur de canal libre Dans le cas contraire, la transmission est diff´er´ee

2.2.2.2 Espace entre deux trames

La norme 802.11 d´efinit quatre types d’espace entre deux trames IFS (Inter FrameSpace) Ils sont class´es du plus court au plus long :

Le premier, le SIFS (Short IFS) est le plus court de tous Il est utilis´e pour latransmission des trames ACK, CTS, r´eponse `a un polling et des rafales de tramesissues d’une mˆeme station Le second PIFS (PCF IFS) est utilis´e en mode PCF Ilpermet aux transmissions PCF de gagner l’acc`es au m´edium par l’utilisation d’unIFS plus petit que celui utilis´e pour la transmission des trames en DCF Le troisi`emeDIFS (DCF IFS) est le plus couramment utilis´e (avec le SIFS) Il est utilis´e en modeDCF comme temps minimal d’attente avant transmission Enfin, le quatri`eme etplus long EIFS (Extended IFS) est utilis´e lorsqu’il y a d´etection de collision Ce tempsrelativement long par rapport aux autres IFS est utilis´e comme inhibiteur pour ´eviterdes collisions en s´erie L’utilisation de DIFS et SIFS dans la m´ethode d’acc`es DCF estmontr´ee par la figure 6

Figure 6: M´ethode d’acc`es DCF

Les valeurs des diff´erents PIFS et DIFS sont calcul´ees de la mani`ere suivante :

PIFS = SIFS + Slot Time DIFS = SIFS + 2 * Slot Time

o `u Slot Time = dur´ee minimale pour d´eterminer l’´etat du canal + temps aller-retour+ temps de propagation

La valeur de SIFS est fix´ee par la couche physique et est calcul´ee de telle fac¸onque la station ´emettrice sera capable de commuter en mode r´eception pour pouvoird´ecoder le paquet entrant

Le slot time est l’unit´e du canal Il correspond `a l’intervalle minimal entre deuxop´erations de d´etection physique de porteuse Cette valeur est d´ependante des car-act´eristiques de la couche physique consid´er´ee C’est une constante sp´ecifi´ee par lanorme pour une couche physique donn´ee

Ces IFS permettent de d´efinir des degr´es de priorit´e Lorsque plusieurs stationssouhaitent ´emettre simultan´ement, la station souhaitant ´emettre les trames les plusprioritaires comme les acquittements pourra les envoyer en premier Puis seronttransmises d’autres trames jug´ees prioritaires comme celles li´ees `a l’administrationr´eseau ou au trafic qui a des contraintes de d´elai Enfin, les informations les moinsimportantes concernant le trafic asynchrone seront ´emises apr`es un temps d’attenteplus long

2.2.2.3 Algorithme de backoff exponentiel

Le backoff est une m´ethode bien connue pour r´esoudre les diff´erences entre plusieursstations voulant avoir acc`es au support Cette m´ethode demande que chaque stationchoisisse un d´elai d’attente al´eatoire compris entre 0 et la taille d’une fenˆetre de con-tention de valeur CW qui est ´egale `a un certain nombre de slots, et d’attendre cenombre de slots avant de transmettre, toujours en v´erifiant qu’une autre station n’apas acc´ed´e au support avant elle

La dur´ee d’un slot (Slot Time) est d´efinie de telle sorte que la station sera toujourscapable de d´eterminer si une autre station a acc´ed´e au support au d´ebut du slotpr´ec´edent Cela divise la probabilit´e de collision par deux

Le backoff exponentiel signifie qu’`a chaque fois qu’une station choisit un slot

et provoque une collision, la dur´ee d’attente al´eatoire est augment´ee ment (doubl´ee `a la tentative de transmission suivante)

exponentielle-La norme 802.11 d´efinit l’algorithme de backoff exponentiel comme devant ˆetreex´ecut´e dans les cas suivant :

• Quand la station ´ecoute le support avant la premi`ere transmission d’un paquet

et que le support est occup´e,

• Apr`es chaque retransmission,

• Apr`es une transmission r´eussie

Le seul cas o `u ce m´ecanisme n’est pas utilis´e est quand la station d´ecide de mettre un nouveau paquet et que le support a ´et´e libre pour un temps sup´erieur auDIFS

trans-La dur´ee d’attente al´eatoire (DAA) du backoff est calcul´ee de la mani`ere suivante: DAA = CW * random(0,CW) * SlotTime random(0,CW) est une variable al´eatoireuniforme comprise entre 0 et CW-1 CW est la taille de la fenˆetre de contention, CW

= [CWmin CWmax] Lors de la premi`ere tentative de transmission, CW = CWmin;

et `a la fois suivante (en cas de collision) CW est doubl´ee jusqu’`a ce qu’elle atteigneCWmax

Exemple de wifi : SlotTime= 20 µs, CWmin= 31, CWmax=1023

2.2.3 Noeuds cach´es et m´ecanisme RTS/CTS

Le probl`eme des noeuds cach´es se produit quand deux stations ne peuvent pass’entendre l’une et l’autre du fait que la distance qui les s´epare est trop grande ouqu’un obstacle les empˆechent de communiquer entre elles mais elles ont des zones

de couverture qui se recoupent Si les stations A et C ne font que la d´etection deporteuse en ´ecoutant le canal, n’´etant pas en mesure de s’entendre l’une l’autre,elles vont s’autoriser `a ´emettre des paquets mˆeme temps `a une station B situ´ee dans

donc B ne pourra recevoir aucune des communications On dit que les stations A et

C sont cach´ees l’une par rapport `a l’autre La figure 7 montre une topologie simpleavec noeuds cach´es:

Figure 7: Noeuds cach´ees

Pour ´eviter le probl`eme des stations cach´ees, la norme d´efinit un m´ecanisme tionel avec ´echange de messages courts RTS et CTS Une station voulant ´emettretransmet d’abord un petit paquet de contr ˆole appel´e RTS (Request To Send), quicomprend la source, la destination, et la dur´ee de transmission (c’est-`a-dire la dur´eetotale de la transmission du paquet et de son accus´e de r´eception) la station destina-tion r´epond (si le canal est libre) avec un paquet de contr ˆole de r´eponse appel´e CTS(Clear To Send) qui inclura les mˆeme informations sur la dur´ee

op-Grˆace `a l’envoi de la trame RTS, toutes les stations situ´ees dans la couverture dio de la source sont inform´ees d’une transmission imminent et de sa dur´ee ´eventuelle

ra-Le CTS a le mˆeme r ˆole d’annonce mais cette fois autour du r´ecepteur Ces deuxtrames sont courtes et rencontrent donc une faible probablit´e de collisions

Ce m´ecanisme quoique efficace entraˆıne un surco ˆut important occasionn´e par

la transmission sur la voie radio des trames de signalisation RTS/CTS Ce surco ˆutcorrespond `a autant de bande passante qui n’est pas utilis´ee pour transmettre desdonn´ees C’est pourquoi `a ce m´ecanisme est associ´e un seuil de d´eclenchementqui en limite l’usage lorsque le surco ˆut devient trop important Si la longeur desdonn´ees `a transmettre est inf´erieure `a ce seuil, la transmission se fera sans utilisationdes trames RTS/CTS Si le seuil est d´epass´e alors le m´ecanisme est utilis´e pour latransmission

3 Compatibilit´e entre IEEE 802.11b et IEEE 802.11g

Lorsque IEEE 802.11b n’utilise que la technologie DSSS, IEEE 802.11g utilise DSSS,OFDM, ou toutes les deux `a la bande ISM 2,4 GHz pour fournir un grand d´ebit dedonn´ees pouvant atteindre 54 Mbps L’utilisation combin´ee des deux DSSS et OFDMest atteint par le support de quatre diff´erents modes de tranmission Ces modes,d´efinis dans la norme comme Extended Rate Physicals (ERP), coexistent au coursd’un ´echange de trame, si l’exp´editeur et le r´ecepteur ont la possibilit´e de choisir

et d’utiliser l’un des quatre modes `a condition que tous deux le soutenir Les tre diff´erentes modes de transmission d´efinis dans la norme IEEE 802.11g sont lessuivantes [6]:

qua-• DSSS/CCK: Ceci est le mode de transmission anciens utilis´es par IEEE 802.11b.DSSS technologie est utilis´ee avec modulation CCK Les d´ebits de donn´eesfournis sont ceux de l’IEEE 802.11b

• ERP-OFDM: Il s’agit d’un mode nouveau de transmission, introduit par IEEE802.11g OFDM est utilis´ee pour fournir des d´ebits de donn´ees ´equivalents `a802.11a sur la bande 2,4 GHz

• ERP-DSSS/PBCC: Ce mode a ´et´e introduit en IEEE 802.11b et fournit les mˆemesd´ebits que le mode DSSS/CCK Il utilise la technologie DSSS avec l’algorithme

de codage PBCC IEEE 802.11g ´etendu l’ensemble des d´ebits de donn´ees en yajoutant ceux des 22 et 33 Mbps

• DSSS-OFDM: Il s’agit d’un nouveau mode de tranmission qui utilise une binaison hybride de DSSS et OFDM Le pr´eambule physique et l’entˆete PLCPest transmis `a l’aide DSSS, tandis que le contenu des paquets est transmis enutilisant OFDM

com-Les deux premiers sont obligatoires qui sont support´es par tous les noeuds de

compatibilit´e par rapport `a la norme 802.11b, lorsque le deuxi`eme, ´etant appel´e ERP,

est utilis´e pour atteindre un plus haut d´ebit

3.2 Param`etres principaux influen¸cant la compatibilit´e entre deux normes

La norme IEEE 802.11g tient compte de nombreux param`etres sp´ecifiques dontles valeurs varient selon qu’elles appartiennent ou pas de compatibilit´e avec lesnormes IEEE 802.11b ´equipement doit ˆetre offert Ces param`etres sont la longueurpr´eambule (long et court), dur´ee de slots, taille de fenˆetre contention minimale etdes m´ecanismes de protection RTS/CTS Les trois premiers param`etres fonctionnentdans la couche physique, alors que les m´ecanismes de protection op`erent dans lacouche liaison (MAC)

3.2.1 Longueur Pr´eambule

IEEE 802.11b et IEEE 802.11g utilisent des longueurs diff´erentes de pr´eambule auniveau de la couche physique lors de la transmission des paquets de donn´ees Cespr´eambules, qui introduisent une surcharge, sont ensuite utilis´es dans la r´eceptionpour synchroniser d´emodulateur du r´ecepteur Il est ´egalement utilis´e pour la syn-chronisation des trames

La couche physique de la norme IEEE 802.11b utilise pr´eambule court, 96 µs, etlongtemps pr´eambules, 192 µs Le long pr´eambule est utilis´ee pour maintenir lacompatibilit´e avec la couche physique de la norme IEEE d’origine 802.11 d’interop´ereravec des r´eseaux IEEE 802.11 existants de 1 ou 2 Mbps [8]

Toutefois, les normes IEEE 802.11a et IEEE 802.11g utilisent des pr´eambules pluspetites de OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) dans leur couchephysique pour transmettre des paquets de donn´ees `a 20 µs [7]

Par cons´equent, pour l’interop´erabilit´e d’un r´eseau IEEE 802.11g par rapport auxclients de norme IEEE 802.11b, il doit utiliser des pr´eambules plus longs que cellequ’il aurait normalement besoin (de 96 µs ou 192 µs, par opposition `a la 20 µs des

pr´eambules de OFDM) Cela introduit une surcharge inutile dans le syst`eme et uner´eduction de la bande passante utile (payload), avec la d´ecroissance correspondante

de d´ebit

3.2.2 Dur´ee de slot et fenˆetre de contention minimale

Les dur´ees de slot deviennent pertinents dans la transmission par paquets au seind’un r´eseau sans fil, et plus concr`etement dans le temps o `u noeuds doivent attendrepour acc´eder au m´edium

Dans un environnement sans fil, les normes de IEEE 802.11b et IEEE 802.11gutilisent le m´ecanisme CSMA/CA pour acc´eder le m´edium et les noeuds voulanttransmettre des donn´ees doivent attendre que le canal est libre Toutefois, entrel’instant o `u ils prennent la d´ecision que le canal est libre et le moment o `u ils com-mencent `a transmettre, ils doivent attendre un temps al´eatoire qui est compt´e dansles unit´es de temps (slots) Ce m´ecanisme est n´ecessaire pour r´eduire la probabilit´e

de collision

Dans la norme IEEE 802.11b, la dur´ee de slot est 20 µs, alors que dans la normeIEEE 802.11g elle peut ˆetre 9 µs ou 20 µs Dans un r´eseau m´elang´e de diff´erentesnormes (clients de IEEE 802.11b et IEEE 802.11g), tous les noeuds doivent utiliserles mˆeme slots pour que le m´ecanisme d’acc`es au m´edium fonctionne correctement.Sinon, les noeuds avec des slots plus longs avait un peu de chance pour acc´eder aum´edium Pour cette raison, la norme IEEE 802.11g utilise slot de 9 µs s’il n’y a pas

de noeud IEEE 802.11b connect´e et slot de 20 µs s’il y a un noeud de IEEE 802.11b.L’utilisation de slot plus long va diminuer le d´ebit d’un r´eseau

D’ailleurs, la taille de la fenˆetre de contention minimale (CWmin) utilis´ee est unparam`etre qui peut avoir l’influence sur le d´ebit d’une station Le nombre initial

de slots de l’algorithme Backoff est tir´e al´eatoirement de 0 `a CWmin selon la bution uniforme La valeur moyenne de ce nombre est CWmin/2 CWmin est pluspetite, le temps d’attente moyen du Backoff est plus court et par cons´equent, la prob-abilit´e d’occupation du canal est plus haute La norme IEEE 802.11g utilise CWmin

distri-802.11b utilise toujours CWmin = 31.

3.3 M´ecanismes de protection pour l’interop´erabilit´e entre deux normes

Le probl`eme de l’interop´erabilit´e pos´e dans un r´eseau m´elang´e des noeuds de802.11b (en mode non-ERP) et des noeuds de 802.11g (en mode ERP) Des noeudsERP ´echangent leurs paquets entre eux mais des noeuds 802.11b ne d´etectent pasune transmission OFDM Par cons´equent, si un noeud ERP transmet ses paquets,

le m´edium est encore consid´er´e comme libre par des noeuds non-ERP La collision

va se passer si un des noeuds non-ERP ´emet ses paquets au m´edium Il y avait uncertaines solutions propos´ees pour r´esoudre ce probl`eme:

• Utilisation du mode DSSS/OFDM (Figure 8): C’est un mode optionnel de lanorme 802.11g o `u DSSS est utilis´e pour moduler le pr´eambule physique etl’entˆete PLCP tandis que OFDM est utilis´e pour moduler des donn´ees Tousles noeuds 802.11b peuvent d´etecter le pr´eambule physique d’une trame trans-mise entre des noeuds 802.11g Le co ˆut de cette m´ethode est qu’on a besoinplus de temps pour transmettre le pr´eambule physique et l’entˆete PLCP parrapport au mode ERP-OFDM et c¸a diminue le d´ebit des transmissions de 802.11g

Figure 8: Mode DSSS/OFDM

• M´ecanisme RTS/CTS (Figure 9): La deuxi`eme solution est l’utilisation des quets RTS/CTS pour prot´eger des paquets OFDM Dans un r´eseau m´elang´e de802.11b et 802.11g, des noeuds 802.11g peuvent ´echanger des paquets RTS/CTS

pa-en mode DSSS/CCK pour annoncer leur transmission suivante `a tous les noeuds(des noeuds 802.11b sont compris) Ce m´ecanisme est utilis´e quand on a besoin

de transmettre une trame assez longue pour la prot´eger contre des collisionscaus´ees par noeuds cach´es mais c¸a perd plus de temps pour l’´echange des pa-quets RTS/CTS.

Figure 9: Le m´ecanisme RTS-CTS

• M´ecanisme CTS-to-self: La norme 802.11g d´efinit un nouveau m´ecanisme quis’app`ele CTS-to-Self pour r´eduire la surcharge caus´ee par RTS/CTS Ce m´ecanismepermet `a un noeud voulant ´emettre des trames d’envoyer une trame CTS-to-Self pour signaler tous les autres de sa transmission `a la suite La trameCTS-to-Self est une trame CTS o `u la champ du destinataire est assign´ee parl’adresse MAC de l’´emetteur Avec ce m´ecanisme de signalisation, on n’a pasbesoin d’attendre une acceptation pour commencer `a transmettre des trames

de donn´ees sur le canal La temps pour une transmission est r´eduit et on peutaugmenter le d´ebit Cependant, le m´ecanisme CTS-to-Self ne peut pas nousaider `a r´esoudre le ph´enom`ene noeud cach´e

0.36 `a la vitesse de transmission de 11 Mbps, l’utilisation de l’entˆete physiquecourt peut augmenter cette valeur `a 0.44.

• En pr´esence des stations non-ERP, l’efficacit´e du canal en mode ERP-OFDMest plus haute que celle en mode DSSS-OFDM Concr`etement, la distance entredeux cas est de 9 pourcent avec la vitesse de 6 Mbps `a 57 pourcent avec lavitesse de 54 Mbps

• En cas sans noeuds cach´es, CTS-to-self est plus efficace par rapport `a RTS/CTS

En particulier, `a la vitesse de 54 Mbps, l’efficacit´e du canal est 0.45 avec to-self lorsque cette valeur est seulement 0.38 avec RTS/CTS

CTS-• Dans un r´eseau avec noeuds cach´es, RTS/CTS est plus efficace par rapport `aCTS-to-self Cependant, la distance en efficacit´e du canal entre deux m´ecanismesdevient de plus en plus petite quand on augmente la vitesse de transmission

En particulier, cette distance est de 0.54 avec la vitesse de 6 Mbps `a seulement0.03 avec la vitesse de 54 Mbps

Dans ce stage, on continue `a ´etudier l’effficacit´e des m´ecanismes CTS-to-self etRTS/CTS Il y a trois diff´erences principales de ce stage par rapport `a l’´etude pr´ec´edente:

• On a fait des exp´eriences sur le simulateur ns-2 au lieu du simulateur Pythagor

`a l’´etude pr´ec´edente

• L’´etude de pr´ec´edente a ´et´e faite sur des r´eseaux un-saut (toutes les sion sont directes) lorsque on a ´egalement ´etudi´e le cas multisauts

transmis-4 Simulation de IEEE 802.11 avec ns-2

Ns-2 [9] est un simulateur au niveau de paquets et il est aussi un ordonnanceurqui ordonne des ´ev´enements discrets comme l’expiration de horloge, l’envoie ou lar´eception d’un paquet, etc Ce type d’ordonnanceur traite des paquets tour `a tour

et ne peut pas simuler exactement des ´ev´enements en mˆeme temps dans la r´ealit´e.N´eanmoins, ce n’est pas un probl`eme grave dans les simulations de r´eseaux car ces

´ev´enements sont souvent transitoires Ns-2 impl´emente aussi beaucoup de posantes et protocoles de r´eseaux En particulier, l’extension d´eriv´ee du projet CMUMonarch pour des r´eseaux sans fil a deux suppositions pour simplifier le monder´eel :

com-• Des noeuds ne se d´eplacent pas consid´erablement par rapport `a la dur´ee dutemps pendant laquelle ils transmettent ou rec¸oivent des paquets Cette sup-position assure que la topologie du r´eseau ne change pas beaucoup pendant latransmission

Figure 10: Structure d’un noeud mobile dans ns-2

la lumi`ere Les mod`eles de propagation ne prennent pas en compte de l’effetDoppler.

La structure des modules pour simuler un noeud mobile dans le simulateurns-2 est montr´ee par la figure 10

4.1 Mod`ele d’origine de simulation pour IEEE 802.11

La conception de l’impl´ementation sans fil par d´efaut dans le simulateur ns-2est montr´ee dans la figure 11 Il se compose de plusieurs modules en couches quisont interconnect´es par des interfaces simples pour passer les paquets de haut enbas le long des couches Conception et responsabilit´es de chacun des modules sontbri`evement d´ecrites ci-dessous:

• Le WirelessChannel interconnecte tous les noeuds sans fil dans un sc´enario de

simulation et ´echange des trames parmi eux Sa seule fonction est de passerles trames de chaque ´emetteur `a tous les r´ecepteurs possibles, cr´eant un exem-plaire exclusif pour chacun d’eux Il ne g`ere pas les interf´erences, les collisions

ou les calculs d’affaiblissement de propagation

Figure 11: Architecture du mod`ele d’origine pour IEEE 802.11

• Le module WirelessPhy prend des trames venant du canal sans fil et demande

au RF model la puissance r´eelle de r´eception Pt pour chaque trame Si Pt

est sup´erieur au seuil de d´etection de porteuse, la trame est tout simplement

pass´ee au module Mac802.11 o `u tous les traitements ult´erieurs sont faits Quand

un paquet vient de la couche MAC, il est simplement pass´e au canal sans fil