Trådlösa nätverk växer sig allt starkare och normen är nu mera att man i ett kontorslandskap eller hem skall kunna slå sig ner med sin laptop och jobba utan att behöva oroa sig om nätverksuttag eller sladdar. Även IP-telefoni och surfplattor är nu en naturlig del i flera användares dagliga liv, och just IP-telefoni ställer höga krav på det nätverk som denna är ansluten till. Därför har jag valt att i denna denna rapport titta närmare på den trådlösa tekniken 802.11 som är framtagen av standardiseringsorganisationen IEEE. Metoden jag valt att använda för att åstadkomma detta är att genomföra en mätning av ett befintligt trådlöst nät. Jag kommer därefter att undersöka denna data för att förhoppningsvis kunna lämna ett förslag på en bättre nätverksdesign. Som hjälpmedel för att genomföra denna mätning har jag utrustning från Ekahau, ett finsk företag vars huvudsyssla är just mätning, optimering och felsökning av trådlösa nät. Det jag kom fram till var att det tråd- lösa nätverket hade stora brister. Framförallt var täckning det stora bekymret, inte bara bristen på täckning utan ibland även för bra täckning vilket resulterat i sticky clients. Jag har därefter presen- terat en design som för att minimera kostnaderna och miljöpåverkan använder befintlig utrustning, dock kräver denna att det kompletteras med 9 stycken nya accesspunkter. / Wireless networks are growing ever more and the norm is now that in an office or home you can settle down with your laptop and work without having to worry about network outlets or wires. IP telephony and tablet are now more natural in many users daily lives, and especially IP telephony places high demands on the network to which it is connected. Therefore, I have chosen that in this report, look at the 802.11 wireless technology developed by the IEEE standardization organization. The method I chose to use to accomplish this is to perform a measurement of an existing wire- less network. I will then investigate this data in order to hopefully submit a proposal for a better network design. As a tool for carrying out this measurement, I have equipment from Ekahau, a Finnish company whose main aim is measurement, optimization and troubleshooting of wireless networks. What I found out was that the wireless network had major shortcomings. In particular, coverage was a matter of concern, not just the lack of coverage, but sometimes even for good cove- rage, resulting in sticky clients. I have then presented a design that, in order to minimize costs and environmental impact, uses existing equipment, but requires that it be supplemented with 9 new access points.

The object of this work is to study the IEEE 802.11ac standard, paying attention to the issue of the physical layer standard, to study in detail the use of MIMO and implement this technology into framework of WIFI simulator.

Le domaine de la recherche dans les multi-standards, les systèmes multi-bandes, architectures, et circuits a été un thème populaire. La perspective est d'avoir des dispositifs qui peuvent être adaptés, parfaitement, aux différents réseaux tout en offrant d'excellentes fonctionnalités sur les différents technologies d’accès radio. Les architectures de transmetteurs configurables ciblant les cas d'utilisation complémentaires des WiFi-WiGig ont été étudiés. Des approches novatrices basées sur des DAC FIR semi-numériques configurables à grande vitesse sont proposées. Les DAC de FIR nécessitent des filtres longs avec des coefficients de résolution élevés pour atteindre des niveaux d'atténuation de stopband satisfaisants aux exigences de bruit hors bande. Normalement, cela limite la vitesse et se traduit par une grande surface de silicium. Dans ce travail, les techniques de conception de circuits sont développées de sorte qu'un élément de circuit unitaire réalisant un coefficient d'une fonction de transfert peut être réutilisé dans la réalisation d’un coefficient d'une autre fonction de transfert. Une puce prototype de passe-haut FIR DAC qui peut être configuré pour le fonctionnement de l'IEEE 802.11ac et les standards IEEE 802.11ad a été mise en œuvre sur une technologie CMOS 28nm FDSOI de STMicroelectronics. Le test De cette puce a démontré la validité des architectures d'émetteur proposées. Le puce prototype peut traiter des signaux des bandes de base aussi larges que 63,63 MHz et 300 MHz à une fréquence d'horloge de 1,4 GHz avec une consommation de 103,07 mW dans le 802.11ac et 86,89 mW dans le mode 802.11ad. / The vision of research into multi-standard and multi-band systems, architectures, and circuits has been to develop devices which can hope seamlessly from one network to the other while delivering excellent functionality in different radio access technologies.In this work, configurable transmitter architectures based on FIR DACs which target WiFi-WiGig complementary use cases have been studied. FIR DACs require long filters with high resolution coefficients to meet high out-of-band noise attenuation. Normally, this limits speed and results in large area. In this work, circuit techniques are developed so that a unit circuit element realizing a coefficient of one transfer function can be re-used in realizing a different-valued coefficient of another transfer function. The work also proposes topologies that exploit digital signal processing at advanced nodes to implement quadrature modulation while realizing up-conversion, digital-to-analog conversion and image and quantization filtering in one configurable FIR DAC block. A prototype high pass FIR DAC chip which can be configured for processing IEEE 802.11ac and IEEE 802.11ad signals was implemented in ST CMOS 28nm FDSOI technology. The test of this chip has demonstrated the validity of the proposed transmitter architectures. The prototype chip can process baseband signals as wide as 63.63 MHz and 300 MHz at a clock frequency of 1.4 GHz while consuming 103.07 mW in the 802.11ac and 86.89 mW in the 802.11ad modes.

Pour évaluer les performances des systèmes de communications sans fil, un simulateur matériel de canal MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) est réalisé pour les nouveaux systèmes de communication. Il fournit la vitesse de traitement nécessaire et permet d’évaluer les performances en temps réel. Il permet de comparer les différents systèmes dans les mêmes conditions souhaitées. Les objectifs de ce travail concernent principalement les modèles de canal MIMO et l'architecture de bloc numérique du simulateur matériel.Le simulateur matériel conçu peut être configuré avec les nouveaux réseaux radio-mobiles (LTE) et les réseaux locaux sans fil (WLAN 802.11ac). Il utilise des modèles de canaux standardisés, comme le TGn IEEE 802.11n et le 3GPP-LTE, ou des résultats de mesures effectuées avec un sondeur de canalMIMO conçu et réalisé dans notre laboratoire. Récemment, le sondeur de canal a été utilisé au cours de campagnes de mesure pour des environnements à bord d’un navire et de l’extérieur-vers-l’intérieur (outdoor-to-indoor). Un algorithme est proposé pour que les réponses impulsionnelles mesurées soient compatibles avec la bande des signaux LTE. En outre, le modèle de Kronecker avec des évanouissements de Rayleigh est utilisé pour obtenir un canal variant dans le temps.Le simulateur doit être capable de reproduire différents types d'environnement. Dans ce contexte, de nombreux scénarios ont été proposés. Ils considèrent le mouvement à l'intérieur et à l'extérieur pour des environnements et des réseaux hétérogènes. Un algorithme est proposé et analysé pour basculer entre les environnements d’une manière continue. Ces réseaux offrent des services à travers un réseau cellulaire à l'aide du LTE et sont capables de maintenir le service lors du passage à un réseau local sans fil WLAN 802.11ac.Deux architectures pour le bloc numérique du simulateur matériel sont proposées. La première opère dans le domaine fréquentiel en utilisant des modules de transformée de Fourier rapide (FFT/IFFT). Dans ce contexte, une nouvelle architecture fréquentielle améliorée qui fonctionne avec des signaux d'entrée de longue durée est proposée. La seconde opère dans le domaine temporel en utilisant des filtres à Réponse Impulsionnelle Finie (FIR).Les architectures ont été implémentées sur des circuits programmables (FPGA : Field Programmable Gate Array) Virtex-IV de Xilinx. Leurs occupations sur FPGA, la précision des signaux de sortie et leur latence sont analysées et comparées. De plus, une solution basée sur un facteur d’échelle automatique (ASF: Auto-Scale Factor) est introduite pour augmenter la précision des signaux de sortie. / To evaluate the performance of the emerging mobile and wireless communication systems, a Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) channel hardware simulator is designed and implemented using the recent communication standards. It provides the processing speed required to the real-time performance evaluation and allows comparing various systems in the same test conditions. The objectives of this work mainly concern the MIMO channel models and the digital block architecture of the hardware simulator. The hardware simulator can be configured with Long Term Evolution (LTE) and Wireless Local Area Network (WLAN) 802.11ac signals. It uses standard channel models, as 3GPP LTE and TGn IEEE 802.11n. It also allows replaying measurement results obtained with the MIMO channel sounder designed and realized at our laboratory. In fact, data obtained during measurement campaigns onboard a ship and for outdoor-to-indoor environments were used. The measured impulse responses are pre-processed in order to make them compatible with LTE or 802.11ac signals. Moreover, timevarying channel models are obtained using Kronecker model with Rayleigh fading.The simulator must be able to reproduce different types of environment. In this context, many scenarios considering realistic people movements have been proposed. They involve movements in outdoor, indoor, outdoor-to-indoor or heterogeneous environments. An algorithm is proposed and described to switch between the environments in a continuous manner. Heterogeneous wireless communication systems are also considered. These systems provide service through a cellular network using LTE standard and are able to maintain the service when switching to a WLAN 802.11ac, for example.Two architectures for the digital block of the hardware simulator are proposed. The first operates in the frequency domain using Fast Fourier Transform (FFT/IFFT) modules. A new improved frequency architecture that works for streaming mode input signals is proposed. The second operates in time domain using Finite Impulse Response (FIR) filters.The architectures of the digital block of the hardware simulator are implemented on a Field Programmable Gate Array (FPGA) Virtex-IV from Xilinx. Their occupation on the FPGA, the accuracy of the output signals and their latency are analyzed and compared. Moreover, a new algorithm, based on an Auto-Scale Factor (ASF), is added for the time domain architecture. This algorithm improves the precision of the output signals.

Sharing a band of frequencies in the radio spectrum among multiple wireless systems has emerged as a viable solution for alleviating the severe capacity crunch in next-generation wireless mobile networks such as 5th generation mobile networks (5G). Spectrum sharing can be achieved by enabling multiple wireless systems to coexist in a single spectrum band. In this dissertation, we discuss the following coexistence problems in spectrum bands that have recently been raising notable research interest: 5G and Fixed Satellite Service (FSS) at 27.5-28.35 GHz (28 GHz); 5G and Fixed Service (FS) at 71-76 GHz (70 GHz); vehicular communications and Wi-Fi at 5.85-5.925 GHz (5.9 GHz); and mobile broadband communications and radar at 3.55-3.7 GHz (3.5 GHz). The results presented in each of the aforementioned parts show comprehensively that the coexistence methods help achieve spectrum sharing in each of the bands, and therefore contribute to achieve appreciable increase of bandwidth efficiency. The proposed techniques can contribute to making spectrum sharing a viable solution for the ever evolving capacity demands in the wireless communications landscape. / Ph. D.

This work deals with roaming issues in the WiFi network. Takes options from a 802.11 standard view. Factory setting options for fast roaming from CISCO and MikroTik. It proposes to measure and test these networks.