PI11 - Démonstrateur d’un point d’accès utilisant la technologie Wi-Fi 60GHz

L’entreprise Legrand est une multinationale française leader mondial de l’infrastructure électrique et numérique du bâtiment, avec un chiffre d’affaire de 4,5 milliards d’euros en 2013, plus de 200 000 produits et une présence dans 80 pays. Un nouveau Wi-Fi : le WiGig – 802,11ad :

• Utilisation de la Bande de fréquences du 60GHz
• Un Débit jusqu’à 7Gbits/s
• Une Portée de 5-10m

Avec ce standard, Legrand souhaite faire évoluer ces produits et ainsi démocratiser le Wi-Fi In Room (Un point d’accès par pièce).
L’objectif est de réaliser un démonstrateur de point d’accès utilisant la technologie Wi-Fi à 60 GHz à l’aide d’une carte Wi-Fi.

Le travail réalisé est en deux parties: un travail de recherche pour la réalisation d’antennes à 60GHz, ainsi qu’un travail sur l’aspect logiciel du point d’accès.
Le point d’accès embarque un système GNU/Linux. Celui-ci est mis en oeuvre en utilisant l’outil OpenEmbedded qui permet de concevoir un OS sur mesure.
Pour le développement, nous hébergeons le système de fichier du système embarqué sur l’hôte à l’aide de NFS.
Des programmes et scripts gèrent le réseau Wi-Fi et l’interface utilisateur. Ceux-ci sont réalisés par compilation croisée avec les outils gcc, sous l’IDE Eclipse.
La cible de programmation est la carte TK-71, avec son kit de développement.

L’outil de modélisation radio fréquence CST Microwave Studio a été utilisé. La prise en main de ce logiciel s’est faite grâce a une formation en début de projet.
Des antennes répondant au cahier des charges ont été modélisées et leur design optimisées grâce a une étude sur les antennes et les outils du logiciel.
Les tests des antennes ont été fait au laboratoire LCIS de Grenoble INP. Nous avons pu mesurer le diagramme de rayonnement ainsi que le coefficient d’adaptation.

La première phase du projet à permis d’établir un cahier des charges. A suivi la rédaction d’une étude sur le standard 802.11ad et les technologies 60GHz et WiGig disponibles. La réalisation d’un point d’accès complet s’est avérée impossible puisqu’un seul produit présent sur le marché(Wilocity) met en oeuvre le standard WiGig et différents éléments ne sont pas compatibles avec le projet:

• La propriété intellectuelle sur la partie active de l’antenne 60Ghz
• Le Firmware du point d’accès qui est en cours de développement
• Les informations techniques sur le produit qui sont limitées

Le projet s’est donc recadré vers le développement d’un répéteur utilisant le standard 802.11n, l’étude et la réalisation d’antennes Wi-Fi 60Ghz pour un point d’accès ainsi que l’étude de la technologie Wilocity.

On relève trois types de rendu, correspondant aux axes de travail du projet.

• Antennes à 60 GHz
  • Mesure de la permittivité du plastique
  • modélisations d’antennes à 60GHz,
  • résultats de mesure et corrélation entre simulation et pratique.
• Software
  • Répéteur Wifi 802.11n et fonctionnalité de choix du canal automatique
• Test de la technologie 60GHz
  • Etude sur la puce Wifi de Wilocity, mais aussi des performances en termes de portée et de comportement de cette technologie.