S - alexandre gondran
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S - alexandre gondran
Modélisation du problème théorique de planification WLAN par fonctions d’ensembles META’06 Hammamet – Tunisie – 2-3-4 nov. 2006 A. Gondran, J. Fondrevelle, O. Baala, A. Caminada Laboratoire SeT – UTBM – Belfort Plan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Problématique : planification de réseau WLAN La QoS : débit réel reçue / client Les variables du problème Les différents problèmes La modélisation en fonction d’ensemble Les algorithmes Premiers résultats Journées ResCom 2 - 25-26/09/2006 1. Problématique Planifier des WLAN positionner et paramétrer automatiquement des points d’accès sans fil dans un bâtiment afin d’offrir aux clients un accès au réseau local en répondant au mieux à des critères de couverture, qualité de service et coût financier. Journées ResCom 3 - 25-26/09/2006 2. La QoS : débit réel reçue / client Journées ResCom 4 - 25-26/09/2006 2. La QoS : débit réel reçue / client Journées ResCom 5 - 25-26/09/2006 2. La QoS : débit réel reçue / client Association du client avec le meilleur serveur Puissance reçue ⇒ débit nominal Journées ResCom 6 - 25-26/09/2006 2. La QoS : débit réel reçue / client Interférences Journées ResCom 7 - 25-26/09/2006 2. La QoS : débit réel reçue / client Interférences f4 f1 f3 f2 Journées ResCom 8 - 25-26/09/2006 2. La QoS : débit réel reçue / client Interférences f4 f1 f3 f2 Rapport Signal à Interférence (SIR) reçue ⇒ débit nominal Journées ResCom 9 - 25-26/09/2006 2. La QoS : débit réel reçue / client Cellule min ( débits nominaux ) débit réel = nombre de clients de la cellule Journées ResCom 10 - 25-26/09/2006 3. Les variables du problème Journées ResCom 11 - 25-26/09/2006 3. Les variables du problème Il existe un ensemble de sites candidats Journées ResCom 12 - 25-26/09/2006 3. Les variables du problème Localisation Sélectionner les sites candidats Journées ResCom 13 - 25-26/09/2006 3. Les variables du problème Localisation Paramétrages : - type d’antenne Choix du type d’antenne diagramme omnidirectionnel Journées ResCom 14 - 25-26/09/2006 3. Les variables du problème Localisation Paramétrages : - type d’antenne Choix du type d’antenne diagramme bidirectionnel Journées ResCom 15 - 25-26/09/2006 3. Les variables du problème Localisation Paramétrages : - type d’antenne Choix du type d’antenne diagramme directionnel Journées ResCom 16 - 25-26/09/2006 3. Les variables du problème Localisation Paramétrages : - type d’antenne - azimut Choix de l’azimut diagramme directionnel Journées ResCom 17 - 25-26/09/2006 3. Les variables du problème Localisation Paramétrages : Choix - type d’antenne - azimut - puissance d’émission de la puissance d’émission Journées ResCom 18 - 25-26/09/2006 3. Les variables du problème Localisation Paramétrages : Allocation - type d’antenne - azimut - puissance d’émission - allocation des fréquences des fréquences f4 f1 f3 f2 Journées ResCom 19 - 25-26/09/2006 4. Les différents problèmes Localisation Paramétrages : - type d’antenne - azimut - puissance d’émission - allocation des fréquences Couverture Coût financier Couverture Interférence Sécurité Journées ResCom 20 - 25-26/09/2006 4. Les différents problèmes Localisation Paramétrages : - type d’antenne - azimut - puissance d’émission - allocation des fréquences Recouvrement Facility location problem Cover set problem Non étudié Allocation de fréquence Coloriage de graphe Localisation + Allocation des fréquences Non étudié simultanément mais successivement ou par contrainte : - p-median . - Facility location problem Journées ResCom 21 - 25-26/09/2006 5. Modélisation en fonction d’ensemble Idée : séparer le problème de localisation et de celui du paramétrage , S un sous-ensemble d’emplacements candidats : S ⊂ [1, m]. f ( S ) = ∑ fi + α × g ( S ) i∈S Localisation Paramétrage une fois les positions choisies Journées ResCom 22 - 25-26/09/2006 5. Modélisation en fonction d’ensemble f ( S ) = ∑ fi + α × g ( S ) i∈S g (S ) est un problème d’optimisation à part entière : Optimise les paramètres des S emplacements ouverts afin de minimiser l’écart entre la QoS souhaités et la QoS réellement offerte par le réseau. α Journées ResCom 23 - 25-26/09/2006 5. Modélisation en fonction d’ensemble Journées ResCom 24 - 25-26/09/2006 5. Modélisation en fonction d’ensemble Fonction sous-modulaire : E R S S ⊆ R ⊆ E, j j∈E f (S ∪ { j }) – f (S) ≥ f (R ∪ { j }) – f (R) Journées ResCom 25 - 25-26/09/2006 6. Premiers résultats Journées ResCom 26 - 25-26/09/2006 3. Fonction sous modulaire E R S ⊆ R ⊆ E, j S j∈E f (S ∪ { j }) – f (S) ≥ f (R ∪ { j }) – f (R) Journées ResCom 27 - 25-26/09/2006 en dBm 100 m Puissance émise par un point d’accès 100 m Journées ResCom 28 - 25-26/09/2006 Débit nominal d’un point d’accès en Mbit/s 11 Mbits/s 5,5 Mbits/s 2 Mbits/s 100 m 1 Mbits/s 0 Mbits/s 100 m Journées ResCom 29 - 25-26/09/2006 Débit nominal d’un point d’accès en Mbit/s 11 Mbits/s 5,5 Mbits/s 2 Mbits/s 100 m 1 Mbits/s 15 en Mbit/s débit maximum 0 Mbits/s 10 5 0 -100 -95 -90 -85 puissance reçue en dBm 100 m -80 Journées ResCom 30 - 25-26/09/2006 1. Problématique • Estimation du débit réel • Facteurs qui déterminent le débit nominal • Puissance reçue • Le SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) Journées ResCom 31 - 25-26/09/2006 Puissance émise par un autre point d’accès en dBm Journées ResCom 32 - 25-26/09/2006 Puissance émise par un micro-onde en dBm Journées ResCom 33 - 25-26/09/2006 SINR en dB entre les 2 points d’accès et le bruit en best signal Journées ResCom 34 - 25-26/09/2006 Débit nominal en Mbit/s fournis par les 2 AP utilisant la même fréquence 11 Mbits/s 5,5 Mbits/s 2 Mbits/s 1 Mbits/s 0 Mbits/s Journées ResCom 35 - 25-26/09/2006 Débit nominal en Mbit/s fournis par les 2 AP utilisant la même fréquence 11 Mbits/s 5,5 Mbits/s 2 Mbits/s 1 Mbits/s 0 Mbits/s d éb it m axim u m en M b p s 15 10 5 0 0 5 10 SIR en dB 15 20 Journées ResCom 36 - 25-26/09/2006 6. Premiers résultats • Pour un client recevant 10 signaux différents • Pour 2 millions de changement de configuration • 1 million d’ajout d’AP • 1 million de suppression d’AP ⇒ Gain de 50% : 4 secondes avec la méthode de calcul incrémental contre 8 secondes pour la méthode classique avec une approximation dans le pire des cas de 3% de la valeur réelle ⇒ Perspective : calcul de SINR durant l’optimisation Journées ResCom 37 - 25-26/09/2006