10. Quelles sont les principales bandes de fréquence et débits utilisés dans les WLAN ?
WiFi 802.11g : fréquences de  2,4 Ghz à 2,4835 GHz ; débits de 54 Mbit/s.
WiFi 802.11n : fréquences de  2,4 Ghz à 2,4835 GHz ; débits de 100 à 200 Mbit/s.

11. Le protocole d’accès CSMA/CA ne permet pas d’éviter toutes les collisions sur les réseaux sans fils. Nous allons étudier quelques cas particuliers.
a) Rappelez la signification et le principe de la méthode d’accès CSMA/CA.
La méthode d’accès CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Acces with Collision Avoidance) est un mécanisme d’écoute de porteuse avec évitement de collision et acquittement.
Une station voulant transmettre écoute le support :
S’il est libre pendant un temps supérieur au DIFS (DCF Inter Frame Spacing), la station est autorisée à transmettre.
Si le support est encore occupé après le temps DIFS, les stations attendent un temps correspondant au NAV (durée théorique de l’occupation) augmenté d’un nouveau  DIFS. Au bout de ce temps d’attente, les stations ne cherchent pas à émettre toutes en même temps et évitent les collisions en attendant chacune un temps supplémentaire aléatoire suivant un algorithme dit de backoff.

b) Considérons trois machines réalisant un réseau sans fil, qui communiquent en respectant le protocole CSMA/CA. On a représenté par une ellipse la portée radio de la station A (à gauche) et celle de la station C (à droite).

• La station A est en train d’émettre vers B. Que se passe-t-il si la station C décide d’émettre vers B ? Proposer une solution pour éviter ce problème.
  La station C qui est hors de portée de la station A n’entend pas l’émission et va donc provoquer, par son émission vers B, une collision qui ne peut être évitée par la méthode CSMA/CD. On appelle se problème le problème de la station cachée.
  Solution : une station voulant émettre transmet d’abord une petite trame (30 octets) de contrôle RTS (Request To Send). La station destination concernée répond après attente d’un temps SIFS avec une trame courte CTS (Clear To Send). Les stations cachées hors de portée de l’émetteur seront prévenues d’une émission en cours (dans l’exemple précédent, la station C qui aura entendu le CTS émis par B différera sa transmission).
  
  

c) Considérons maintenant la configuration suivante.

• La station B est en train d’émettre vers A. La station C souhaite émettre vers D. Le protocole CSMA/CA lui permet-il de le faire ? Conclusion.
  La station C détecte les émissions de B qui est à sa portée. Elle diffère donc son émission vers D alors que cette transmission n’affecterait pas A qui est hors de portée de C. On appelle se problème le problème de la station exposée (B est exposée à C).

12. Les transmissions sans fil à la norme IEEE 802.11 présentent des débits très variables.
Une étude des laboratoires Intel a permis d’établir le tableau de comparaison suivant :

       Comparison of different 802.11 transfer rates.  (Source: Intel Labs)

a) A quoi correspondent les colonnes 2 et 3 du tableau ?
La colonne 2 correspond au débit au niveau de la couche physique ou débit « signal ».
La colonne 3  correspond  au débit réel mesuré au  niveau MAC.

b) Expliquez pourquoi les valeurs des deux colonnes sont différentes.
Le débit « signal » est le débit des données lorsque la station est en train d’émettre.
Mais une station, avant d’avoir le droit d’émettre ses données, passe beaucoup de temps à attendre. Ces temps d’attente (temps inter-trame, transmission des trames de contrôle, attente du support libre, algorithme de backoff…) sont liés à la méthode d’accès CSMA/CA au niveau MAC et sont spécifiques aux transmissions sans fil.
Il faut rajouter également tes temps supplémentaires dus aux en-têtes importants dans la norme 802.11.
Par ailleurs, si dans une cellule il existe à la fois des stations 802.11g et des stations 802.11b, les débits seront ceux du standard 802.11b pour que toutes les stations puissent dialoguer.

c) Par ailleurs, les débits effectifs obtenus dans les différentes zones d’un immeuble, d’une maison ou d’un appartement sont très variables. Expliquez ces variations.
En WiFi, les débits sont liés à la qualité du signal : l’émetteur adapte son débit en fonction de la puissance du signal reçu de la part du récepteur pour continuer à transmettre sans erreurs. Ce débit est donc fonction de la distance, du nombre de murs ou de cloisons traversés, de la nature de ces cloisons (plâtre, béton…), des obstacles (meuble, personnes…).

d) Quelle est la technique mis en œuvre dans la norme IEEE 802.11n ? Expliquez brièvement comment elle permet d’améliorer les débits (recherche sur Internet).
Il s’agit de la technique MIMO : Multiple Input Multiple Output.
Le principe de base et d’utiliser plusieurs antennes à l’émission et à la réception sur le même canal pour transmettre davantage de données à la fois. Le flux à transmettre est scindé en plusieurs sous-flux suivant un multiplexage OFDM, chacun transmis par une antenne, aux mêmes fréquences. Pour différencier les sous-flux à la réception et reconstituer le flux initial, la technique MIMO exploite la différence des temps de propagation des signaux. C’est une technique qui fonctionne surtout en intérieur dans la mesure où les réflexions sur les murs, les plafonds ou les meubles permettent de différentier les trajets correspondant aux différentes antennes et donc d’obtenir des temps de propagation différents.