Etude de la dégradation des signaux Wi-Fi dans les canaux nonidéaux : Cas de transmissions Indoor

Abstract

Les réseaux sans fils jouent un rôle très important dans nos activités quotidiennes ; l’interruption des services qu’ils fournissent, ou même une dégradation significative de leur qualité, deviennent de moins en moins acceptables. Dans ce mémoire, la dégradation des signaux Wi-Fi dans les canaux non-idéaux est étudiée, examinée et discutée. En effet, comme tout signal radio, les signaux Wi-Fi subient lors de leur propagation à travers le canal des réflexions, réfractions et diffusions à causes des différents obstacles en plus des interférences Wi-Fi et non Wi-Fi en particulier dans la bande de 2.4 GHz. Ces sources de dégradation sont évaluées à travers des simulations et des mesures pratiques avec l’application WIFI Analyzer permettant la détection des canaux Wi-Fi les moins encombrés et également ceux fournissant la meilleure qualité du signal Wi-Fi reçu en termes de puissance de réception et débit binaire. Cette étude a pour objectif d'analyser l'impact des canaux non-idéaux sur les transmissions Wi-Fi dans les environnements intérieurs, proposer des modèles spécifiques adaptés à ces conditions, développer des techniques pour atténuer les interférences et améliorer la couverture du signal grâce à l'utilisation d'antennes adaptatives ou encore l'optimisation efficace de la puissance de transmission et du positionnement des modems. Ces recherches contribuent grandement à améliorer le rendement et la fiabilité des réseaux Wi-Fi dans les milieux indoor offrant ainsi aux utilisateurs une connectivité plus stable et plus satisfaisante. De plus, elles permettent à mener des études plus avancées sur l’optimisation du nombre de point d’accès et de leur emplacement pour une meilleure connectivité à moindre coût que ce soit en termes d’équipements, installation et maintenance ou de consommation de l’énergie électrique. Mots Clés : Wi-Fi, Dégradation, Canaux non-idéaux, Affaiblissement, Onde Electromagnétique.

6 Abstract Wireless networks play a very important role in our daily activities; the interruption of the services they provide, or even a significant degradation of their quality, are becoming less and less acceptable. In this thesis, the degradation of Wi-Fi signals in non-ideal channels is studied, examined and discussed. Indeed, like any radio signal, the Wi-Fi signals undergo during their propagation through the channel reflections, refractions and diffusions because of the various obstacles in addition to Wi-Fi and non-Wi-Fi interferences in particular in the frequency band of 2.4 GHz.These sources of degradation are evaluated through simulations and practical measurements using the WIFI Analyzer application allowing the detection of the least congested Wi-Fi channels and also those providing the best quality of the received Wi-Fi signal in terms of reception power and the available bit rate. The main objective of this study is to analyze the impact of non-ideal channels on indoor Wi-Fi transmissions, propose specific models adapted to these conditions, develop techniques to mitigate interferences and improve signal coverage through the use of adaptive antennas and efficient optimization of transmission power and modems’ location. This research greatly contributes to improving the performance and reliability of Wi-Fi networks in indoor environments, thus offering users a more stable and satisfactory connectivity. In addition, they allow more advanced studies to be carried out on the optimization of the number of access points and their location for better connectivity at a lower cost, whether in terms of equipment, installation and maintenance or power consumption. Keywords: Wi-Fi, Degradation, Non-ideal Channels, Attenuation, Electromagnetic Wave 7 ملخص تلعب الشبكات الالسلكية دو ًرا مهًما جدًا في أنشطتنا اليومية؛ إذ أصبح انقطاع الخدمات التي تقدمها، قبوًل. أو حتى التدهور الكبير في جودتها، أمرا أقل في هذه المذكرة، يتم دراسة وفحص ومناقشة تدهور إشارات الواي فاي في القنوات غير المثالية. في الواقع، مثل أي إشارة لسلكية، تخضع إشارات الواي فاي أثناء عبورها لألوساط لعدة تأثيرات من انعكاسات و انكسارات وانتشارات جزئية بسبب العوائق المختلفة إضافة إلى تداخالت مع شبكات الواي فاي المحيطة و إشارات غير الواي فاي، على وجه الخصوص في نطاق 4.2 جيجا هرتز. يتم تقييم مصادر التدهور هذه من خالل عمليات المحاكاة والقياسات العملية باستخدام تطبيق Analyzer WiFi الذي يسمح باكتشاف قنوات الواي فاي األقل ازدحا ًما وأي ًضا تلك التي توفر أفضل جودة لإلشارة المستقبلة من حيث قوة الستقبال و سرعة التدفق. تهدف هذه الدراسة إلى تحليل تأثير القنوات غير المثالية على عمليات اإلرسال في البيئات الداخلية، اقتراح نماذج محددة تتكيف مع هذه الظروف وتطوير تقنيات لتخفيف التداخل وتحسين تغطية إشارة الواي فاي من خالل استخدام الهوائيات التكيفية أو التحسين الفعال لقدرة اإلرسال والتحديد المدروس لمواقع نقاط الوصول. يساهم هذا البحث بشكل كبير في تحسين أداء وموثوقية شبكات الواي فاي في البيئات الداخلية، ًء. باإلضافة إلى ذلك ، فهو يسمح بإجراء دراسات مما يوفر للمستخدمين اتصالً أكثر استقرا ًرا وأكثر إرضا أكثر تقدًما تتعلق بالتحديد األمثل لعدد نقاط الوصول و تموقعها بغرض تحسين التصال بتكلفة أقل، و هذا سواء من حيث المعدات أو التركيب والصيانة أو استهالك الطاقة. الكلمات المفتاحية: شبكات الواي فاي، تدهور اإلشارة، قنوات التصال غير المثالية، التخامد، الموجات الكهرومغناطيسية