Exercice Fragmentation dans les réseaux locaux sans fils WIFI

Le réseau local 802.11 est un réseau local radio. Dans ce texte on étudie les problèmes liés au bruit dans les transmissions radio et leur liaison avec la fragmentation. On prend l'exemple de la version IEEE 802.11/b à 11 megabits/seconde.

Question 1

Si la probabilité d’erreur par bit sur une voie de communication utilisée par un réseau local est p, que les erreurs sont indépendantes et que le nombre de bits d’une trame est n, quelle est la probabilité d’erreur pour une trame complète ? Dans la suite on note q cette probabilité.
Application numérique : Quelle est la probabilité d’erreur par trame pour p=10**-6 et une trame 802.11 de longueur maximum conforme au standard soit 2346
octets ?

Question 2

Pour une probabilité d’erreur par trame q, déterminez le nombre moyen E de tentatives à réaliser pour réussir une transmission correcte ? 
On rappelle que 1/(1-q)**2 = 1+2q +3q**2+  …. +nq**(n-1) +  ... Application numérique : Quel est le nombre moyen de tentatives de transmission d’une trame que l’on doit effectuer pour réussir une transmission correcte pour p=10**-6 ? 

Question 3

On veut faire une première évaluation grossière du débit binaire perdu du fait des retransmissions sur erreur. On ne tient donc pas compte d’aucun autre facteur que les erreurs de transmission. Pour  une probabilité d’erreur par trame q, un débit nominal de transmission d, quel est le débit utile et quel est le débit consacré aux retransmissions pour une voie qui est utilisée en permanence (il y a toujours une trame à transmettre, la voie est saturée) ? 

Application numérique : Quel est le débit utile et quel est le débit consacré aux transmissions en erreur pour la norme 802.11/b avec d=11 mégabits/s, p=10**-6 ?

Question 4

En dehors des réseaux locaux sans fils 802.11, il existe de très nombreuses variantes de protocoles de liaison et de protocoles d’accès au médium dans les réseaux locaux. 
Quels sont les mécanismes prévus pour la fragmentation dans les protocoles de liaison (justifiez les choix qui sont faits) ?

Question 5

Les normalisateurs des  réseaux sans fils 802.11 ont décidé de prévoir une fonctionnalité de fragmentation. Supposons que l’on fragmente une trame de n bits en k fragments et que comme précédemment on ne tient pas compte d’aucun autre facteur que les erreurs de transmission, que devient le débit utile et que devient le débit perdu à effectuer des retransmissions ?
Application numérique : Quel est le débit utile et le débit perdu pour une trame de 2346 fragmentée en 4 fragments, pour la probabilité d’erreur par bit de 10**-6

Question 6

En fait, fragmenter en des fragments de plus en plus petit pour améliorer le débit utile n’est pas possible. 
Quels sont les différents facteurs qui limitent l’utilisation de la fragmentation dans les réseaux sans fils 802.11 pour traiter le problème des erreurs?

Question 7

Le fait de déclencher le mécanisme de fragmentation n’est pas défini de façon précise dans la norme 802.11. Il est indiqué qu’une implantation définit un seuil en deçà duquel on ne fait pas de fragmentation et au delà duquel on fragmente. 

Proposez des principes de fixation d’un tel seuil et des principes de choix d’une taille de fragment dans l’implantation d’un coupleur 802.11? 

Question 8

La fragmentation 802.11 est une fragmentation transparente. De plus les fragments en  802.11 sont soumis à un contrôle d'erreur avec retransmission et ils se suivent sur la voie hertzienne (ils ne peuvent être déséquencés). 

Rappelez les informations nécessaires à la fragmentation IPV4. Proposez une simplification de ces informations qui  fonctionne néanmoins dans le cas particulier du réseau sans fil 802.11 ?