Couverture ElectroniqueS n°127

Appliqué au domaine des réseaux locaux radio résidentiels, le procédé Mimo (Multiple Input Multiple Output) doit garantir la qualité de transmission qu'exigent les flux vidéo. Le Français Comsis est l'un des premiers à propulser ce concept dans une phase réellement commerciale. Bon nombre d'industriels de l'électronique grand public verraient bien les réseaux locaux radio (WLAN), traditionnellement dédiés aux transmissions de données, servir également de vecteurs à la distribution de programmes vidéo numériques dans un lieu d'habitation. A partir d'un décodeur TV ou d'un petit serveur vidéo domestique centralisé, le réseau sans fil résidentiel pourrait ainsi servir à diffuser des contenus audiovisuels vers plusieurs écrans ou moniteurs répartis dans les différentes pièces d'une maison ou d'un appartement (chambres, cuisine, etc.). Dans cette perspective, la bande des 5 GHz, nettement moins “ polluée ” que la plage de fréquences comprise entre 2,4 GHz et 2,5 GHz, est tout de suite apparue comme le support idéal pour ce type d'applications. Hélas, il a fallu vite déchanter : les équipements compatibles avec la norme IEEE 802.11a, norme dédiée aux WLAN exploitant la gamme des 5 GHz, s'avèrent inaptes à soutenir un débit effectif de 30 Mbit/s (54 Mbit/s bruts) sur plus de cinq mètres.Or les professionnels de l'électronique grand public placent la barre bien plus haut : ils exigent qu'un débit de 24 Mbit/s (idéal pour distribuer jusqu'à deux programmes TVHD en simultané) soit transmis sur une distance d'une vingtaine de mètres, et ce avec une qualité de service irréprochable. Pas question en effet de débits variables, de délais aléatoires et de micro-interruptions dans les transmissions, phénomènes mal supportés par les flux audio et vidéo diffusés en temps réel ! Arrivé sur le devant de la scène il y a quelques années, le procédé Mimo, qui consiste à associer plusieurs antennes, tant à l'émission qu'à la réception, avec une technologie de diversité par codage spatio-temporel (voir encadré), doit cependant apporter une solution particulièrement élégante au problème. Mais, jusqu'ici, les offres commerciales ad hoc faisaient encore défaut…Deux blocs d'IP pour circuits ou cartes WLAN 802.11aCe n'est plus le cas aujourd'hui. La société française Comsis, qui se veut le champion de cette technique (voir notre numéro du 26 juin 2003), propose en effet des blocs de propriété intellectuelle qui permettent à des fournisseurs de circuits WLAN ou de cartes à base de FPGA d'intégrer dès maintenant le concept Mimo dans leurs produits(1). Testés et validés sur un FPGA de la famille Stratix d'Altera, ces modules IP se présentent sous la forme de codes VHDL synthétisables et sont d'ores et déjà disponibles sur le site marchand américain Design and Reuse. Pour l'heure, Comsis a développé deux blocs d'IP utilisables dans une liaison radio compatible 802.11a avec deux antennes à l'émission et deux antennes à la réception. Le premier module réalise les calculs de FFT et FFT inverse à la base des deux opérations de modulation OFDM(2) appliquées simultanément aux deux signaux transmis. Le second module implante, quant à lui, le codeur-décodeur Mimo 2 x 2 proprement dit. Les deux blocs mobilisent respectivement 3 % et 30 % de la capacité d'un FPGA Stratix d'entrée de gamme.« Le fait que nous nous soyons, pour le moment, limités à un couple de deux antennes résulte d'un compromis entre les performances et le coût d'un système complet, puisque l'intégrateur doit implanter autant de chaînes d'émission-réception radio que d'antennes », précise Philippe Leclair, président de la firme française. Des simulations ont toutefois démontré que, en utilisant seulement un couple de deux antennes, la technologie élaborée par Comsis permettait la transmission d'un débit effectif de 24 Mbit/s sur une distance de quinze à vingt mètres, pour un rapport signal à bruit de 10 à 12 dB inférieur à celui qu'exigerait, à taux d'erreurs comparable, une liaison 802.11a traditionnelle. Et cela avec une qualité de service améliorée, par construction, au niveau de la couche physique, et non au niveau de la sous-couche MAC(3). « Nous terminons actuellement la phase de développement d'une carte prototype intégrant tout le traitement numérique d'une liaison Mimo 2 x 2, ajoute Philippe Leclair. Nous travaillerons ensuite à associer cette carte avec des chaînes d'émission-réception radio et des antennes pour effectuer des tests sur le terrain. »(1) La jeune pousse américaine Airgo Networks, qui a réussi à lever en quelques mois 77 millions de dollars, a commencé d'échantillonner des circuits WLAN qui intègrent un algorithme Mimo développé en interne.(2) La modulation multiporteuse OFDM est la technologie de transmission retenue pour la couche physique de la norme IEEE 802.11a.(3) Le groupe de travail IEEE 802.11e doit publier cette année un standard destiné à améliorer la qualité de service des réseaux 802.11 au niveau de la sous-couche MAC (voir notre numéro du 20 novembre 2003).

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