# [TC2] RAN TP1 (Adèle & Tit)
## Adèle Prouvost , Titouan- Joseph Revol
###### tags: `RAN` `TP` `S2` `TC2` `Adele&Tit`
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[Le sujet](https://moodle.insa-lyon.fr/pluginfile.php/270160/mod_resource/content/0/tp1_ran_2020.pdf)
## Préface
Ce TP a été réalisé dans le même espace que le groupe composé d'Hugo Courte, Thomas Georges, et Hamza Badaoui. Les points d'accès considérés sont sur certaines parties les mêmes points d'accès (c'est alors précisé dans ladite partie ).
## Introduction
1.
|Protocole|Date de normalisation|Fréquence| OFDM| Largeur bande|
|---------|---------------------|---------|-----|--------------|
|802.11 |1997 |2,4-2,5 GHz|Non|79 ou 22 MHz |
|802.11a |1999 |5,15–5,35 GHz|Oui|20 MHz |
|802.11b |1999 |2,4-2,5 GHz|Non|22 MHz |
|802.11g |2003 |2,4-2,5 GHz|Oui|20 MHZ |
|802.11n |2009 |2,4 GHz et/ou 5GHz|Oui|20 ou 40 MHz|
|802.11ac |2013 |5,15–5,35 GHz|Oui|20 ou 40 ou 80 ou 160 Mhz|
|802.11ax |2021 |2,4 GHz / 5 GHz|Oui|20 ou 40 ou 80 ou 160 Mhz|
> Normes 802.11 et informations sur chacunes
2. [Lien du document](https://moodle.insa-lyon.fr/pluginfile.php/160296/mod_folder/content/0/WIFI/ch3_WLAN%282%29.pdf?forcedownload=1)
> Représentation des différents canaux pour la bande 2.4 GHz
Dans cette bande, on a différents canaux qui se chevauchent. Par conséquent, ce n'est pas optimal. Quand on veut avoir un canal optimal, on vient choisir les différents canaux qui ne se chevauchent pas : le 1,6 , et 11 par exemple.
> Illustration du chevauchement des canaux
3.
> Représentation des canaux pour la bande 5GHz
> Explication de la répartition des canaux
En 5GHz, on peut utiliser jusqu'à 23 canaux, représentés sur le schéma ci- dessus. Selon les zones géographiques considérées, les canaux utilisés ne sont pas les mêmes. Ci-dessous, les bandes de fréquences et pays associés pour les différents canaux.
|Canal|Fréquence centrale|Bande|Pays|
|-----|------------------|-----|----|
|32| 5160| 5150–5170| Europe |
|36| 5180| 5170–5190| Europe, États-Unis |
|40| 5200| 5190–5210| Europe, États-Unis |
|44| 5220| 5210–5230| Europe, États-Unis |
|48| 5240| 5230–5250| Europe, États-Unis |
|52| 5260| 5250–5270| Europe, États-Unis |
|56| 5280| 5270–5290| Europe, États-Unis |
|60| 5300| 5290–5310| Europe, États-Unis |
|64| 5320| 5310–5330| Europe, États-Unis |
|68| 5340| 5330–5350| Europe|
|96| 5480| 5470–5490| Europe |
|100| 5500| 5490–5510| Europe, États-Unis |
|104| 5520| 5510–5530| Europe, États-Unis |
|108| 5540| 5530–5550| Europe, États-Unis |
|112| 5560| 5550–5570| Europe, États-Unis |
|116| 5580| 5570–5590| Europe, États-Unis|
|120| 5600| 5590–5610| Europe, États-Unis |
|124| 5620| 5610–5630| Europe, États-Unis|
|128| 5640| 5630–5650| Europe, États-Unis|
|132| 5660| 5650–5670| Europe, États-Unis |
|136| 5680| 5670–5690| Europe, États-Unis |
|140| 5700| 5690–5710| Europe, États-Unis |
|144| 5720| 5710–5730| États-Unis|
|149| 5745| 5735–5755| États-Unis, Chine |
|153| 5765| 5755–5775| États-Unis, Chine |
|157| 5785| 5775–5795| États-Unis, Chine |
|161| 5805| 5795–5815| États-Unis, Chine |
|165| 5825| 5815–5835| États-Unis, Chine |
4.
**DFS** (Dynamic Frequency Selection ), permet de sélectionner automatiquement des canaux sous-utilisés pour une meilleure performance. Il est nécessaire pour éviter les radars qui fonctionnent dans cette plage de fréquences, mais il peut également être utilisé à d’autres fins telles que
planification dynamique des fréquences.
**TPC** (Transmitter Power Control), permet d'économiser de l'énergie et d'éviter les interférences sur les différents canaux utilisés. Il permet à l’AP de négocier les niveaux de puissance avec un client WLAN pendant le processus d’association.
DFS et TC sont obligatoires dans la bande des 5 GHz sur les canaux : 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 100, 104,108, 112, 116, 120, 124, 128, 132, 136, 140
## Les débits
1.
- Taille IFFT : 64
- Nombre de sous-porteuses de données : 48
- Le nombre de pilotes : 4 (-21, -7, 7, 21)
- Le temps symbole : 4 μs
- Le temps du préfixe cyclique : 0.8 μs
- L’écart entre deux sous-porteuses : 312.5 KHz ( 20MHz / 64)
On peut vérifier cette dernière à l'aide du data time qui vaut 3.2 μs . On a bien l'écart entre deux sous porteuses qui est l'inverse du data time (et non du temps symbole à cause du rajout du préfixe cyclique ).
2.
[Lien du document](https://moodle.insa-lyon.fr/pluginfile.php/160296/mod_folder/content/0/WIFI/white-paper-c11-740788.pdf?forcedownload=1)
Les différents leviers pour l'évolution d'une norme wifi sont :
- Le type de modulation : on change le type de modulation QAM par exemple
- Réduction de la taille du préfix. Introduction d'options pour différentes tailles de préfix.
- Modification de la taille de la bande utilisée (ou agrégation de bandes)
- Augmentation du nombre de sous-porteuses
3.
La formule :
$$
56 * n * \frac{5}{6} * \frac{8}{3.6*10^{-3}}
$$
|Nombre de Data stream (n)| Préfix cyclique court | Préfix cyclique long|
|-------------------------|-----------------------|---------------------|
|1 |103.704 |93.333 |
|2 |207.407 |186.667 |
|3 |311.111 |280 |
|4 |414.815 |373.333 |
> Les résultats sont en Mbits/s
L'erreur est dans la phrase "The 2.4 GHz band supports data rates up to 144 Mbps (assuming 20 MHz bandwidth and single transmitter stream)" or avec nos calcul nous voyons que nous ne pouvons pas dépasser 103 Mbps.
## Le multiplexage spatial grâce au MIMO
[Lien du document](https://moodle.insa-lyon.fr/pluginfile.php/160296/mod_folder/content/0/WIFI/WP_80211acInDepth.pdf?forcedownload=1)
1.
Bien que les systèmes NLOS soient des ennemies des signaux radio, MIMO a été mis en place pour pallier à ce problème. Bien que couteux, il permet tout de même de répondre aux besoins des systèmes NLOS. Par conséquent, il est toujours plus simple de fonctionner sur les systèmes LOS, mais les performances de MIMO permettent de fonctionner sur des systèmes NLOS. Cependant, dans le cas des multitrajets, il est plus intéressant de considérer les systèmes NLOS. Considérons un cas de figure avec un émetteur A et un émetteur B. Si le signal de l’antenne B est la plus haute puissance, le récepteur peut choisir de décoder ce signal. En attendant, s’il constate que l’antenne A a un meilleur signal que l’antenne 2, il peut décoder ce signal.
## Le wifi à la maison
1.
|SSID| bande de fréquence |numéro de canal utilisé| bande | la génération |
|----|--------------------|-----------------------|-------|----------------|
|Honor 10|2.4 G |6 |2448 - 2426 |n |
|TP-LINK_3E8A|2.4 G |5+9 |2462 - 2422|n |
|AndroidAP|2.4 G |1 |2423 - 2401|n |
|iPhone de Gaétan|2.4 G |1 |2423 - 2401|n |
> Les données brut sont en Annexe
Nous pouvons voir sur les captures d'écrans suivantes la répartition des différents canaux utilisés.
>AP avec la largeur de bande et le canal associé
> Utilisation des canaux
Avec cette figure, nous pouvons voir que les canaux 1 à 9 sont beaucoup utilisés. Si nous voulons ajouter un nouvel AP, il faut, pour des performances optimales utiliser le canal 13.
2.
Après avoir dérobé le mot de passe de Hugo, nous disposons d'un réseau en 5 GHz. Le débit obtenu pour un speedtest est de 75.3 Mb/s.
3.
En réalisant le speed test, nous avons un débit de 1Mo/s sur un AP en partage de connexion mobile. Ce n'est probablement pas le débit du Wifi, car le speed test est réalisé sur un serveur sur Internet, nous avons donc le débit de notre connexion internet (connexion à un serveur distant).
Pour un speedtest sur un test de 5GHz, on a un débit de 75.3 Mbits/s.
4.
Nous avons utilisé ce mode de connexion pour le client et le serveur Iperf
|TCP/UDP|Distance|Debit(Mbits/s|Taille de buffer|Bande|
|-------|--------|-------------|----------------|-----|
|TCP |1m |20.7 |5K |2.4GHz|
|TCP |5m |9.94 |5K |2.4GHz|
|TCP |10m |5.37 |5K |2.4GHz|
|TCP |1m |10.8 |10K |2.4GHz|
|-------|--------|-------------|----------------|-----|
|UDP |1m |6.046 |5K |2.4GHz|
|UDP |5m |1.05 |5K |2.4GHz|
|UDP |10m |1.05 |5K |2.4GHz|
|UDP |1m |1.04 |10K |2.4GHz|
Des observations suivantes, on peut conjecturer plusieurs points :
- Plus la distance entre l'émetteur et le récepteur augmente, moins le débit est bon.
- Lorsqu'on utilise le protocole UDP, les débits sont bien inférieurs à celui issu de TCP.
- L'utilisation d'un plus petit buffer permet dans notre cas d'avoir un meilleur débit
En comparaison avec le débit donné dans le document [1] qui est de 144 Mbps, nous avons un débit d'environ 20 Mbps au maximum. Le débit annoncé est un débit théorique, dans notre cas, il y a beaucoup d'interférence au vu du nombre de points d'accès et de l'utilisation du réseau.
## Le wifi en entreprise ou en université
> Plan de répartition des AP et leur zone d'émission
Répartition des canaux :
- Channel 1 ( rouge ) : canal 1, fréquence = 2,412 GHz
- Channel 2 ( vert ) : canal 6 , fréquence = 2,437 GHz
- Channel 3 ( bleu ) : canal 11, fréquence = 2,462 GHz
| Emplacement AP | Puissance associée |
|----------------|--------------------|
|4 dans l'amphi |5dB |
|Hall TC |10 dB |
|ASTUS |5dB |
|Libre service |7dB |
|Salle vitrine, AP 1|8dB |
|Salle vitrine, AP 2|5dB |
|Salles TP (plateforme ISO comprise)|7dB|
# Annexes
> Etude des différents points d'accès autours du poste de travail
> Analyse des points d'accès
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