Mimo, comment ça marche ? (3)

L’enjeu est de gérer la transmission simultanée et sur un seul canal de données complémentaires ou identiques via 2 ou 3 antennes à l’emission. Un nombre équivalent ou plus important d’antennes est disponible à la réception. Les données sont d’abord d’abord placées sur les sous-porteuses OFDM puis on leur ajoute des signaux d’identification pour permettre au récepteur de reconstituer le signal original. A la réception, les réflexions constituent autant de chemins pour transmettre les données utiles. Pour tirer parti de ces différents canaux virtuels, il faut disposer de puces électroniques très performantes qui n’existaient pas avant le début de la commercialisation du Mimo, fin 2003.

Nous allons suivre sur les différents visuels, le traitement des données en Mimo depuis le transmetteur jusqu’au récepteur à partir de la technologie d’Airgo Networks, société rachetée par Qualcomm. Le transmetteur et le récepteur sont inclus dans les cartes, routeurs ou périphériques mobiles Wi-Fi Mimo.

1) Découpage du signal original par l’émetteur

Le signal à émettre est scindé ici en 2 flux complémentaires, de manière simultanée. Ces deux flux correspondent aux deux antennes requises au minimum par le standard 802.11n. Ce signal module en OFDM plusieurs sous-porteuses de telle manière qu’il n’y ait aucune interférence entre elles. Il peut exister plus d’antennes que de flux à transmettre. L’une des antennes peut servir à émettre les signaux de manière traditionnelle pour assurer la compatibilité avec les bornes Wi-Fi classiques.

emetteur

2) A la réception, les données d’origine sont restituées

recepteur

Les paquets de données sont reçus sur deux (ou plusieurs antennes) puis restitués dans le bon ordre. Pour reconstituer le signal, il faut d’abord reconnaitre les flux d’origine envoyés par les antennes de l’émetteur. Ces flux peuvent être directs ou refléchis. La reconstitution du signal s’effectue ensuite à l’aide des informations contenues dans les trames échangées entre l’émetteur et le récepteur.

signal1

Structure d’une trame d’un signal Wi-Fi Mimo (standard 802.11n)

© Illustrations Maxime Pradel

La partie « synchro récepteur » aide le récepteur à se caler sur l’émetteur. Le bloc suivant assure la retro compatibilité entre les produits Mimo et les dispositifs classiques 802.11 a/g. Cela permet à un point d’accès Mimo de basculer en mode traditionnel afin de rester compatible avec les anciens périphériques Wi-Fi. Si le réseau est entièrement en Mimo, le mode « Green Field » est adopté automatiquement. Le bloc suivant est chargé de transmettre toutes les informations utiles (nombre de flux, largeur du canal, etc.). Enfin, le dernier bloc est occupé par les données (audio, images, vidéo et les signaux de service).

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Sur cette animation, notez le trajet des reflections parasites utilisées pour augmenter la portée, le débit et la stabilité dune liaison Wi-Fi. Les signaux sont scindés en deux puis reconstitués.

Le standard 802.11.n: une norme très attendue

Le futur standard 802.11n qui n’est pas encore finalisé est très attendu car il permettra à tous les périphériques Mimo de marques différentes, d’être compatibles entre eux. Une necessité pour la connexion des portables dans les points d’accès Wi-Fi. En cours de ratification par l’IEEE , le 802.11n est préparé par 3 groupes de travail, WWiSE, TGnSync et MITMOT.
Pour l’heure, cette compatibilité est très imparfaite entre périphériques de différentes fournisseurs. En revanche, la retro compatibilité qui permet aux périphériques Mimo de fonctionner avec les produits en Wi-Fi 802.11a/b et g est assurée aujourd’hui. Le standard 802.11n intégrera la technique de modulation du signal OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) utilisée dans le 802.11.a/g et les réseaux CPL. L’élaboration du standard 802.11n par le groupement IEEE, tiendra compte du retour d’expérience sur le MIMO par les grands acteurs du domaine. Le 802.11n devrait donc intégrer les déclinaisons MIMO de multiplexage spatial et du mode Diversity. Le retard de la publication finale de la norme est dû aux milliers d’amendements introduits par les constructeurs et d’autres acteurs lors de sa ratification. Les produits estampillés aujourd’hui 802.11n, ne répondent en fait qu’à la version 1.0 de la norme non finalisée. Ils ne seront sans doute pas conformes à la version finale du standard. Il ne sera pas davantage possible de les mettre à jour.

Le calendrier du 802.11n

Octobre 2004: premiers produits Wi-Fi MIMO en vente dans le commerce aux Etats-Unis.
Juin 2005 : premières ébauches sur la norme sans fil 802.11n. Deuxième génération de périphériques MIMO et de portables à cette norme sur le marché.
Mars 2006 : 3 ème génération de périphériques MIMO et premiers chipsets de test en 802.11.n.
Septembre 2006 : premiers périphériques au pré-standard 802.11n (version 1.0) sur le marché.
Janvier 2007: spécification de la version 2 (draft 2.0) du standard.
Fin 2007 : version 3 (Draft 3.0) du standard 802.11n.
Deuxième semestre 2008 (date prévisionnelle). Adoption définitive de la norme.

 

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