Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

La technologie WIMAX Le WiMAX est une norme technique basée sur le standard de

La technologie WIMAX Le WiMAX est une norme technique basée sur le standard de transmission radio 802.16. Il se présente en deux versions, une version fixe qui a été finalisée sous le nom de WiMAX IEEE 802.16 - 2004 et une version mobile nommée IEEE 802.16e - 2005. L'utilisation de WiMAX est très semblable à celle d'un modem ADSL, en lieu et place du câble on utilise la voie hertzienne. C'est pourquoi l'on parle du WDSL (Wireless DSL) pour décrire la solution WiMAX fixe. En ce qui concerne la version mobile, son utilisation est identique à celle d'un ADSL mobile. La portée annoncée est de 50 Km, le débit théorique est de 70 Mbps. En pratique la portée est de 2 à 20 Km et le débit peut atteindre 12 Mbps. Pour augmenter le débit, il faut diminuer la portée en réduisant la puissance des émetteurs/récepteurs. Des débits d'une cinquantaine de mégabits par seconde sont dans ce cas possibles. Certaines contraintes techniques, inhérentes aux technologies radio, limitent cependant les usages possibles. La portée, les débits et surtout la nécessité ou non d'être en ligne de vue de l'antenne émettrice, dépendent de la bande de fréquence utilisée. Le WiMAX s'intéresse à toutes les fréquences comprises entre 2 - 66 GHz. Celles qui sont les plus utilisées sont celles comprises dans la portion 2 - 11 GHz. 3.5 - Etude technique et techniques d'accès 3.5.1 - Etude technique 3.5.1.1 - Etude des couches L'architecture de la norme IEEE 802.16 est basée sur la couche physique ou couche PHY, la couche MAC et un système de gestion. a) - La couche physique ou WIMAX-PHY Elle a pour but de réaliser les mécanismes de modulation/démodulation, de codage /décodage, de détection et correction d'erreur. La couche physique du WiMAX utilise la modulation OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing ou multiplexage par répartition en fréquence sur des porteuses orthogonales), qui découpe les fréquences en sous - fréquences orthogonales afin que deux fréquences voisines soient utilisées sans interférence. Le WiMAX utilise également une technique d'adaptation du codage à la qualité de la communication. Cette adaptation est illustrée à la figure suivant : C1 = 64 QAM = 16 QAM C3 = QPSK Figure 1 : adaptation du codage Le codage utilisé n'est pas le même selon que l'utilisateur est proche ou éloigné de la station de base. Dans cette figure le codage utilisé lorsque celui-ci est assez proche de l'antenne est le 64QAM ce qui permet de faire passer 8 bits à chaque intervalle temps élémentaire. Si l'utilisateur s'éloigne et la qualité du signal se dégrade, ce qui est observé par le nombre de retransmission, le codage passe à 16QAM ce qui permet le transport de 4 bits à chaque intervalle de temps élémentaire. Si ce dernier s'éloigné d'avantage de l'antenne, une nouvelle dégradation implique le passage en QPSK donc l'émission de seulement 2 bits simultanément. Cette technologie est assez sophistiquée puisqu'elle implique une adaptation du terminal au débit donc à la qualité du signal. Ce débit dépend des terminaux connectés et non à l'antenne elle-même. Chaque terminal peut transmettre à sa vitesse. C'est pour cela, si on veut obtenir un débit approchant les 50 Mbps, il faut restreindre la taille de la cellule WiMAX à des rayons de quelques Kilomètres, idéalement 2 ou 3. Les différentes variantes de WiMAX-PHY sont présentées dans le tableau ci-dessous : Tableau 5 : les différentes variantes de WiMAX-PHY a.1 - Les techniques de duplexage Le duplexage est le processus utilisé pour créer des canaux bidirectionnels pour la transmission des données en upload et download. Le multiplexage utilisé ici est du type TDM (time division multiplexing). Le standard 802.16-2004 supporte 2 techniques de duplexage: le TDD et le FDD. a.1.1 - TDD (Time Division Duplexing) : Les transmissions download et upload se font sur le même canal (même fréquence porteuse), mais à des intervalles de temps différents. La trame utilisée pour l'échange des données est d'une durée fixe et contient deux sous trames, l'une est utilisée pour le downlink, et l'autre pour le uplink. Elle est formée d'un nombre entier de PS (Physical Slot : unité de temps, dépendant de la spécification PHY, utilisée pour l'allocation du canal), ce qui facilite la partition du canal. Un système TDD peut diviser le canal dans les deux sens download et upload d'une façon adaptative, selon la quantité du trafic échangé. Ce transfert asymétrique est approprié au trafic Internet où la quantité de données est souvent plus important en download qu'en upload a.1.1.1 - Avantages et inconvénients du TDD § Avantages du TDD Ø Elle est adaptée pour les cellules de petite taille. Ø Les interférences sont très réduites. § Inconvénients du TDD Ø Les équipements coutes chers. Ø La synchronisation est très complexe a.1.2- FDD (Frequency Division Duplexing) : Dans FDD les canaux uplink et downlink sont localisés dans deux bandes de fréquence différentes. Une durée fixe de trame est utilisée pour le downlink et le uplink, ce qui facilite l'utilisation de différents types de modulation, et, simplifie l'algorithme d'allocation des canaux. Deux types de duplexage FDD sont prévus pour la norme IEEE 802.16d ou 802.16-2004 : a.1.2.1 - FDD full-duplex: une SS (Subscriber Station ou terminal d'abonné) est capable d'écouter continuellement le canal downlink, ce qui lui permet de transmettre et de recevoir simultanément. a.1.2.2 - FDD half-duplex : une SS peut écouter le canal downlink seulement lorsqu'elle ne transmet pas sur le canal uplink, donc elle n'est pas capable de transmettre et de recevoir simultanément. a.1.2.3 - Avantages et inconvénients du FDD § Avantages du FDD Ø Elle supporte la mobilité. Ø Elle est utilisée dans les cellules larges. Ø Adaptée pour l'accès de type symétrique. Ø Les délais d'accès sont réduits. Ø Les équipements sont moins chers. § Inconvénients du FDD Ø Utilise une très grande bande de fréquence. Ø Forte présence des interférences. b) - La couche MAC La couche MAC du Wi-fi ne garantit aucune QoS (Quality of Service ou qualité de service) parce qu'elle est basée sur la méthode d'accès CSMA /CA. En effet, le trafic de chaque station peut être perturbé par les autres, qui peuvent prendre la main sur la voie radio de façon aléatoire. Cela pose un problème pour les applications temps- réel comme la Voix sur IP (VoIP). La couche MAC du WiMAX résout ce problème par un algorithme d'ordonnancement qui alloue des ressources d'accès à chaque station mobile. Ainsi, le réseau peut contrôler les paramètres de QoS en faisant dynamiquement l'allocation des ressources radio entre les stations mobiles en fonction des besoins des applications. La bande passante offerte à chaque station peut être réduite ou augmentée, mais elle reste attribuée à la station. Cela permet à la fois de garantir la stabilité de l'accès en cas de surcharge, et aussi, d'optimiser la bande passante disponible. La couche MAC du WiMAX possède 3 sous-couches : - la sous-couche de convergence des couches supérieures (SSCS) : elle permet d'utiliser la technologie IP que ce soit sur le relais de trames, Ethernet ou l'ATM. Elle adapte les trames de niveau supérieur pour les utiliser dans la couche MAC. Elle a aussi pour rôle d'activer la QoS et l'allocation de la bande passante. - La sous-couche des services communs ou Common Part Service(CPS) : elle permet l'accès au système et le transfert des messages de control de la liaison radio, le transfert des messages d'authentification et le transfert de requête DHCP. - La sous-couche sécurité (PS) : elle assure la protection des données à l'aide du protocole PKM qui prend en compte plusieurs méthodes de cryptage. La trame échangée entre l'équipement mobile et la station de base est illustrée dans le tableau ci-dessous : Entête MAC générique ou requête de bande passante 48 Octets Charge utile de données CRC Tableau 6 : La trame MAC WiMAX Il s'agit d'une trame MAC générique, qui contient les requêtes de bande passante. Elle est composée de 3 parties : - L'entête, qui est soit un entête MAC générique, soit une requête de bande passante. Sa longueur est de 48 octets ; - Les données à transporter - Une zone optionnelle de détection d'erreurs. 1 1 6 1 1 2 1 3 L'entête est illustré dans le tableau ci-dessous : HT EC Type Rsv CI EKS Rsv LEN LEN CID CID HCS Tableau 6.1 : Entête de la trame MAC du WiMAX - le bit HT est égal à 0 si c'est un entête générique et à 1 si c'est une demande de bande passante - le bit EC indique si la trame est chiffrée : EC = 0 si la trame transportée n'est pas chiffrée EC = 1 si la trame transportée est chiffrée Il est à noter que EC doit être égal à 0 si HT = 1 - le type, sur 6 bits, indique le contenu du champ. Si le premier bit est égal à 1, le réseau est un réseau mesh (réseau maillé). Si le deuxième bit est égal à 1, c'est qu'un algorithme d'ARQ Feedback Payload uploads/Management/ la-technologie-wimax.pdf