Pour bien appréhender la notion de performance d’un réseau Wi-Fi, il est essentiel de comprendre le lien entre la puissance du signal Wi-Fi et la vitesse de transmission de données sur ce média.

Voici une question que nous recevons régulièrement : Quand je connecte mon ordinateur à un réseau Wi-Fi, la puissance du signal du réseau Wi-Fi a-t-elle systématiquement une incidence sur la vitesse de téléchargement, de chargement des pages Web, etc. ? Le Wi-Fi est une technologie complexe et il n’est pas possible de répondre simplement par un « oui » ou un « non » à cette question. Voici une explication qui devrait vous permettre de mieux appréhender cette notion.

Sur le principe, si les facteurs qui peuvent impacter une liaison radio demeurent stables dans le temps (ce qui est presque impossible), plus la force du signal est élevée, plus la transmission de données est rapide. C’est un fait. Mais cette augmentation de performance est dépendante de la capacité du système à disposer d’un bon algorithme pour sélectionner le niveau de modulation adéquat à employer au niveau de la couche physique.

Le concept de niveau de modulation peut être comparé à véhicule doté d’un boitier de vitesse. Le nombre de tour moteur correspondrait à la puissance du signal, le rapport de boite de vitesse serait le niveau de modulation et la vitesse du véhicule similaire au débit fournit par le réseau Wi-Fi.

Le schéma qui suit illustre le rapport classique entre force du signal et débit dans tout système sans fil moderne se basant sur une méthode de modulation adaptative :

Comme on peut le voir, les performances de la solution radio vont augmenter jusqu’à un certain point grâce à la puissance de signal de plus en plus forte qui permet au système d’utiliser des niveaux de modulation (ou débit PHY) plus efficaces. Cette notion de débit PHY est également connue sous le nom de débit MCS (Modulation and Coding Scheme).

Une fois que le signal est suffisamment fort pour utiliser le niveau MCS maximal, les performances resteront similaires même si la puissance du signal continue à progresser. Si la puissance progresse trop on peut assister au phénomène inverse : le terminal se trouvant très proche du point d’accès (en général quelques centimètres), le niveau de signal peut être si important que le récepteur du terminal est saturé et n’est plus capable de traiter l’information, entrainant une chute drastique des performances.

Les données de ce schéma (en particulier l’échelle) peuvent grandement différer en fonction des caractéristiques de l’émetteur, du récepteur et de l’environnement. On parle ici d’un nombre de variables tellement important que pour simuler les performances radio en environnement réel, il est souvent nécessaire d’avoir recours à des méthodes statistiques.

Pour que le débit augmente de manière linéaire jusqu’à son seuil maximal, les systèmes Wi-Fi doivent intégrer un algorithme de sélection de niveau de modulation efficace.

L’algorithme de sélection dynamique des niveaux de modulation est critique en vue de maintenir cette linéarité et stabilité entre la puissance du signal et les performances jusqu’à arriver au niveau de modulation maximal. Pour la plupart des points d’accès et des systèmes client, cela n’est pas cas. Ils affichent alors des performances plus qu’aléatoire, en particulier dans les environnements exposés à des interférences et autres perturbations.

La solution ? Le Smart Wi-Fi.

Trouver le meilleur compromis entre performance optimale et fiabilité grâce à un algorithme de sélection dynamique des niveaux de modulation est ce qui sépare les bons systèmes Wi-Fi des autres.

L’algorithme d’adaptation de modulation déterminent quand et comment basculer dynamiquement vers un nouveau niveau de modulation. Correctement paramétré, il identifie en temps réel le bon niveau de modulation qui permet au point d’accès de délivrer les performances maximales en fonction de l’environnement radio (environnement qui est généralement instable). Souvent négligée, ce mécanisme est pourtant un composant critique de toute solution performante.

De nombreux ingénieurs Wi-Fi estiment que le RSSI (Received Signal Strength Indicator, intensité du signal reçu) ou encore le SNR (Signal to Noise Ratio, rapport signal-bruit) permettent d’évaluer précisément les modulations idéales. Certains fabricants s’appuient même sur ces méthodes pour déterminer la modulation sélectionnée pour communiquer avec le client.

Nous avons une approche différente. Plutôt que d’utiliser des mesures de signal (qui sont trop sujet aux fluctuations) pour espérer sélectionner la meilleure modulation, nous nous focalisons sur les maths. Notre algorithme est statistiquement optimisé, ce qui est une manière de dire que nous sélectionnons la meilleure modulation sur des modèles statistiques et l’historique des performances de chaque client.

Sans le bon algorithme, le choix du niveau de modulation idéal pour chaque client à chaque instant relève du hasard. Et quand on est réduit à faire des supposions, il est plus sur de choisir des niveaux de modulation plus faible, ce qui sacrifie les performances et la capacité de la solution, générant alors d’autres problèmes indésirables.

Chez Ruckus, nous croyons que le plus important est la stabilité des connexions des clients dans les environnements radio qui sont généralement instables. En fait, nos algorithmes adaptent conjointement le niveau de modulation et le pattern de nos antennes radio pour maximiser la stabilité et le débit.