Brevet FR3091121A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Procédé de sélection d'un canal wifi optimisé. [0001] La présente invention se rapporte à un procédé pour sélectionner un canal optimum dans un réseau répondant à l'une des normes IEEE 802.11, dit réseau wifi. [0002] La technologie wifi a été développée de façon complètement autonome, dans le sens où il n'y a pas d'interaction standardisée entre plusieurs points d'accès. [0003] Les communications wifi peuvent être des fréquences dans deux bandes différentes : 2.4 et 5 GHz. [0004] Dans la bande 2.4 GHz par exemple, on distingue 14 canaux possibles. Chaque canal comporte une fréquence centrale autour de laquelle le signal utile est modulé dans une plage de fréquences de 20 à 22 MHz. [0005] Par exemple, les canaux n°1, n°2 et n°3 possèdent respectivement les fréquences centrales suivantes : 2.412, 2.417 et 2.422GHz. Avec une modulation autour de chaque fréquence centrale de +/- 11MHz, on comprend que ces trois canaux se chevauchent. [0006] Le nombre de canaux disponibles étant limité_ dans une zone de grande densité où plusieurs points d'accès wifi sont présents, une bonne utilisation des canaux par des points d'accès voisins est un facteur clé pour la qualité des communications wifi. [0007] Dans une zone dense, le fait que des canaux se chevauchent provoque des inter- férences entre deux utilisateurs utilisant deux canaux distincts mais se chevauchant. Le signal de l'un est vu comme un signal perturbateur. Ce qui baisse considérablement la performance des réseaux wifi. [0008] Un tel problème peut se rencontrer notamment dans zone habitée où plusieurs pas- serelles domestiques (HGW pour « home gateway » en anglais) ou répéteurs/extendeurs wifi ou points d'accès wifi de différents utilisateurs sont très proches. [0009] La présente invention a pour objet d'optimiser l'utilisation du réseau wifi dans une zone de grande densité. [0010] Un autre objet de l'invention est la mise en place d'un mécanisme simplifié de sélection de canal wifi. [0011] On atteint au moins l'un des objectifs précités avec un pour sélectionner un canal optimum dans un réseau répondant à l'une des normes IEEE 802.11, dit réseau wifi, ce réseau comprenant plusieurs passerelles domestiques équipées chacune d'une puce wifi configurée pour mettre en oeuvre à la fois un mode client et un mode point d'accès, les passerelles domestiques étant à portée de communication les unes des autres. Le procédé selon l'invention comprend une étape d'établissement d'une négociation pointà-point entre les passerelles domestiques de façon à ce que chaque passerelle domestique sélectionne un canal wifi optimum. [0012] Lc procédé selon l'invention permet à chaque passerelle domestique d'entrer en né- 2 gociation avec des passerelles domestiques voisines de façon à sélectionner un canal optimum qu'elle pourra utiliser pour communiquer avec des appareils de type client se connectant à cette passerelle domestique comme point d'accès. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'avoir un système central pour attribuer à chaque passerelle domestique un canal optimum. [0013] Les passerelles domestiques ont la capacité de communiquer entre elles. [0014] La solution selon la présente invention ne nécessite pas de modifier les standards wifi actuels. [0015] Avantageusement, une ou plusieurs passerelles domestiques peut gérer non seulement son propre point d'accès wifi mais également un ou plusieurs extendeurs ou répéteurs wifi, chacun étant un point d'accès wifi. Dans ce cas, la négociation entreprise par une telle passerelle concerne non seulement le canal utilisé par son propre point d'accès wifi mais également les canaux utilisés par les points d'accès wifi des extendeurs et répéteurs wifi qu'elle gère. [0016] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, un canal wifi optimum utilisé par une première passerelle domestique est un canal wifi qui ne se chevauche pas avec des canaux wifi utilisés par les autres passerelles domestiques. Une telle réalisation permet d'éviter des interférences avec des utilisateurs proches. [0017] De préférence, lors de la négociation, la passerelle ayant initié cette négociation sé- lectionne un canal libre d'utilisation et séparé des autres canaux utilisés par au moins deux canaux libres. [0018] Ainsi, on est sûr d'éviter le recouvrement des canaux. [0019] Chaque canal utilise une fréquence centrale autour duquel le signal de commu- nication est modulé sur une plage de fréquences allant jusqu'à 22 MHz. Sélectionner des canaux distants permet d'éviter le recouvrement des plages. [0020] Selon l'invention, lors de la négociation, les passerelles participant à cette né- gociation sélectionnent des canaux de la manière permettant l'optimisation globale de l'utilisation du wifi par l'ensemble des points d'accès wifi concernés. [0021] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la négociation débute lorsqu'un appareil associé à une passerelle domestique tente d'établir une communication wifi. [0022] On peut aussi envisager à ce que la négociation entre deux passerelles domestiques débute à chaque fois qu'une passerelle domestique détecte la présence de l'autre passerelle domestique ou quand les conditions radio changent d'une manière significative ou cycliquement. Cela permet de maintenir à jour une répartition efficace des canaux. [0023] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lors de la négociation, les processus de sécurisation et d'authentification peuvent être mis en oeuvre en utilisant un identifiant SSID uniquement dédié à la communication point-à-point entre deux 3 passerelles domestiques. Il s'agit d'un identifiant SSID utilisé uniquement pour réaliser la connexion point à point. -Ceci permet de simplifier le processus de découverte des passerelles voisines ayant la capacité d'entreprendre une telle négociation ainsi que de séparer plus facilement les différents flux de paquets au niveau protocolaire. [0024] Il est également possible d'utiliser un autre SSID spécifique déjà utilisé pour les besoins d'autres services, notamment par l'opérateur pour les besoins des services communautaires par exemple, comme le « Hotspot Wi-Fi » d'Orangc0 par exemple. [0025] Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, lors de la négociation, les processus de sécurisation et d'authentification peuvent être mis en oeuvre en utilisant un identifiant SSID conventionnel. C'est-à-dire que chaque passerelle domestique utilise son identifiant SSID dans la communication point à point avec une autre passerelle domestique et dans la communication avec l'appareil d'un utilisateur tel que par exemple un téléphone portable. [0026] Par ailleurs, lors de la négociation, les processus de sécurisation et d'authentification peuvent être communs à plusieurs fournisseurs d'accès à Internet. [0027] Avantageusement, le canal wifi fonctionne dans la bande de fréquences à 2,4 ou 5 GHz. [0028] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la négociation est réalisée deux par deux dans une communication bidirectionnelle. [0029] Il est également prévu un système comprenant plusieurs passerelles domestiques dans un réseau répondant à l'une des normes IEEE 802.11, ces passerelles domestiques étant équipées chacune d'une puce wifi configurée pour mettre en oeuvre à la fois un mode client et un mode point d'accès, les passerelles domestiques étant à portée de communication les unes aux autres. [0030] Selon l'invention, chaque passerelle domestique est configurée pour établir une né- gociation point-à-point avec les autres passerelles domestiques de façon à ce que chaque passerelle domestique sélectionne un canal wifi optimum. [0031] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et de l'unique figure 1 annexée : [0032] [fig.1] est une vue schématique de plusieurs passerelles domestiques installées res- pectivement dans différents domestiques. [0033] Les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment mettre en oeuvre des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonc- tionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. [0034] En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont prévus pour être combinés entre eux dans toutes les combinaison où rien ne s'y oppose sur le plan technique. [0035] L'unique figure 1 est une vue schématique de plusieurs passerelles domestiques installées respectivement dans différents domestiques. [0036] On distingue quatre domiciles 1 à 4 équipés chacun d'une passerelle domestique 11, 21, 31 et 41 respectivement. [0037] Les domiciles 1, 2 et 3 sont suffisamment proches pour que les passerelles 11, 21 et 31 puissent communiquer entre elles. [0038] Le domicile 4 n'est pas voisin du domicile 1 de sorte que les deux passerelles do- mestiques 11 et 41 ne peuvent pas communiquer directement entre elles. Dans le domicile 1, on distingue un appareil 12 constitué de matériels et logiciels nécessaires pour communiquer avec la passerelle domestique 11 par wifi. La passerelle domestique 11 est capable de relayer, de façon bidirectionnelle la communication entre cet appareil 12 et un réseau externe de type internet. [0039] Selon l'invention, pour éviter que la communication de l'appareil 12 soit perturbée par la présence d'autres communications gérées par les passerelles domestiques 21 et 31, on initie une négociation entre ces trois passerelles 11, 21 et 31. [0040] Pour ce faire, chaque passerelle domestique est équipée d'une puce wifi capable de mettre en oeuvre à la fois un mode client et un mode point d'accès. La passerelle 11 initie alors une communication bidirectionnelle point à point (peer-to-peer) avec la passerelle domestique 21 puis avec la passerelle domestique 31 de façon à vérifier quels canaux sont déjà utilisés. [0041] La passerelle domestique 11 sélectionne ensuite un canal libre, suffisamment éloigné des canaux déjà utilisés. Par exemple, si la passerelle domestique 21 utilise le canal n°1 et la passerelle domestique 31 utilise le canal n°6, la passerelle domestique 11 peut choisir le canal n°11. En d'autres termes, la négociation avec les autres passerelles peut être équivalente à une analyse de l'occupation du spectre, de façon à identifier les canaux utilisés, pour ensuite sélectionner un canal libre. [0042] La négociation entre les passerelles peut également aboutir à des changements des canaux déjà utilisés afin d'optimiser leur usage global. [0043] La passerelle domestique 11 est en mode client lorsqu'elle initie une communication avec une autre passerelle domestique, cette dernière étant en mode point d'accès. [0044] Une fois le canal libre sélectionné, l'appareil 12 peut établir sa connexion wifi, en utilisant le canal n°11, à internet via la passerelle domestique 11. La passerelle do- mestique 11 est en mode point d'accès lorsqu'elle communique avec l'appareil 12 qui est en mode client. Tout en communiquant avec l'appareil, la passerelle domestique selon l'invention peut également communiquer en mode client avec une autre passerelle considérée comme point d'accès. [0045] Tl est à noter que la passerelle domestique 21 par exemple est apte à négocier avec l'ensemble des passerelles y compris la passerelle domestique 41. [0046] Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. 6