Le standard 802.11 est notre choix pour les communications de positions au récepteur désiré. À cet effet, nous avons préparé une courte introduction au standard 802.11.
Puisque l'espace disponible pour l'implantation de notre système est limité à une portion de la semelle du soulier, il faut donc considérer plusieurs facteurs dans le choix des composantes formant ce système de communication. Il y a celui de l'espace, qui est assez important, celui de la consommation d'énergie, du mode de communication et finalement du coût. Dans ce qui suit, nous exposons nos choix et, du fait même, expliquons leurs raisons.
Notre choix de "chip set" s'est arrêté sur le PRISMTM 2.4 GHZ CHIP SET [R1]de Harris Semiconductor. Ce dernier est plus précisément un "transceiver" (un émetteur-récepteur), un modem fonctionnant en fréquence radio et employant pour ses signaux le "Direct Sequence Spread Spectrum" (DSSS). Le "chip set" de Harris est compatible avec le PCMCIA de type II (un avantage pour l'espace) et a été développé de façon à supporter divers standard de communication dont le standard 802.11. La bande d'opération dans laquelle fonctionnera notre système est 2.4GHz - 2.4835GHz. ISM (la bande industrielle, scientifique et médicale non licenciée). Le "chip set" de Harris nous permet d'opérer à très bas voltage (2,7V à 5,5V), donc pour respecter nos contraintes énoncées plus haut, nous opérerons à un voltage de 2,7V. Pour faciliter la gestion de la puissance consommée, le "chip set" offre un "power management control". Jumelé à notre bas voltage, ce mécanisme permet une plus grande durée de vie des batteries alimentant notre système. Tout en respectant le standard 802.11, le "chip set" de Harris permet différent mode de communication s'adaptant à nos besoins. Le signalement peut se faire en DBPSK pour un taux de transmission de 1Mbps ou en DQPSK pour un taux de 2Mbps. De plus il nous est possible d'atteindre une distance de transmission près de 3700 pieds (1127,76m). Le coût du "chip set" de Harris, lorsque commandé en grande quantité, est très faible (36$ pour 10K) ce qui représente un autre facteur fort intéressant pour son choix. Notre système étant basé sur le "chip set" de Harris Semiconductor, dans la suite de ce texte nous expliquons sont choix, ses avantages et notre implantation sur une grande échelle.
Le "chip set" de Harris met à notre disposition différents mode de communication, nous permettant ainsi d'adapter le système à nos besoins. Dans notre cas, nos besoins se situent au niveau de la distance d'émission et de la protection face aux interférences ou au bruit. Le "chip set" de Harris offre deux choix de modulation. La modulation DBPSK du signal c'est imposé à nos yeux comme le meilleur choix. Cette dernière prend moins de puissance (3dB de plus pour DQPSK) et permet des communications sur de plus grande distance (20 à 40% de plus). De plus les données que nous devons transmettre sont limitées et choisir une autre modulation ne serait que du gaspille de ressource énergétique précieuse. Cette modulation est aussi accompagnée d'un code PN servant au découpage de notre signal (processus propre au DSSS). Le seul code supporté par le standard 802.11 est un code Barker de 11-bits. Le code PN sert à couper notre signal en intervalle plus court appelé "chips". Ceci permet d'éliminer les interférences et le bruit. À la réception, le même PN code est utilisé pour "recréer" le signal. Le "chip set" de Harris emploie pour ses communications le signalement DSSS, ce qui c'est montré favorable pour notre implantation. L'habilité d'un signal à tolérer les interférences est reliée à la mesure Eb/NO. Un Eb/NO bas signifie que le système peut tolérer un signal plus mauvais. Le DSSS opère à 13.4dB Eb/NO et peut tolérer les interférences jusqu'à un niveau de -3dB relatif au signal désiré (FHSS opère à 24dB Eb/NO et tolère -19dB). Ce qui fait que le DSSS (le système avec le meilleur Eb/NO) est plus immunisé face aux interférences. De plus les réseaux DS sur le même canal peuvent être placés plus proches les uns des autres puisque son signal est plus robuste aux interférences (comme nous l'avons dit plus haut). Ceci permet un total de réseaux plus élevés sur un territoire donné (FHSS doit être séparé par une plus grande distance). Dans un endroit comme une ville, où la population se trouve concentrée, le DSSS se montre plus pratique et efficace que le FHSS. Pour résumer le tout, notre système emploie le signalement DSSS et fonctionne avec une modulation DBPSK pour profiter au maximum de notre implantation.
Tous les choix précédents étaient faits en vue d'une implantation à grande échelle de notre dispositif. Tout d'abord, nous devons sélectionner une topologie pour notre réseau WLAN avec lequel chaque soulier communiquera. Puisque notre système aura à fonctionner le plus souvent à l'extérieur, nous avons donc choisi la configuration ESS ("extended service set"). Cette infrastructure est formée de points d'accès agissant comme des serveurs logiques et permet des communications sur de plus grandes distances. En prime, ces points d'accès sont dotés de "buffer" pour emmagasiner les messages et ils peuvent être alimentés par le réseau électrique conventionnel. Lorsque nous avons un réseau travaillant en extérieur, il peut survenir le problème des stations cachées (ou "hidden station"). La couche "medium-access-control" (MAC) de notre système s'occupe de régler ce problème. Le standard 802.11 de l'IEEE utilise un protocole partagé par les médias connu comme "carrier sense, multiple access, collision avoidance" (CSMA/CA). Les chances de collisions sont diminuées en envoyant d'abord une requête d'envoi ("Request To Send" (RTS)) qui donne la durée et la destination du message. Cela permet aux autres unités de retenir leur transmission pour le temps de la durée du signal RTS. Par la suite, la station réceptrice envoie un message libre pour envoi ("Clear To Send" (CTS)), avertissant l'unité émettrice qu'elle peut envoyer son message. Après la réception du message, la station signifie qu'elle a bien reçu le message ("Acknowledgment") (ACK) pour vérifier que les données ont été reçues sans erreurs. Si l'ACK n'est pas reçu, l'unité retransmet le message. Pour notre implantation, nous changeons la position au besoin pour chaque retransmission. La couche MAC se charge aussi de la protection de nos données. Pour la sécurité des données (surtout pour la transmission RF qui peuvent être facilement intercepté) nous avons les mécanismes fourni par le MAC dont le WEP ("wired equivalent Privacy"). Ce dernier utilise l'algorithme RC4 (basé sur le RSA) et se montre compatible avec les réseaux LAN. Pour notre implantation, nous prenons donc avantage de ces fonctionnalités déjà mises à notre disposition.
L'implantation de notre système se montre conservatrice puisque nous utilisons des technologies des déjà existante et ayant faite leurs preuves. En considérant les facteurs dictant le bon fonctionnement de notre système, nous avons pu établir ses paramètres d'opérations maximisant son efficacité et sa consommation d'énergie. En somme, notre émetteur-récepteur a été ajusté à nos besoins et à ceux qui l'utiliseront.