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GSM et Data

(4TC-ARM)

Dernière mise à jour : 26 mai 2004v1.0

Fabrice [email protected]://fvalois.insa-lyon.fr/

Agenda

(1) SMS : mode data packet-like ?(2) GSM data aujourd'hui : données en mode circuit(3) GPRS : mode paquet pour l'internet mobile

(1) Short Messages (SMS)

✗ Introduction au service de messages courts✗ Evolution de l'architecture NSS✗ Architecture Protocolaire✗ Quelques dialogues célèbres :

Transfert d'1 SMS depuis 1 mobileTransfert d'1 SMS vers 1 mobileTransmission d'1 SMS sur SDCCH

(1.1) Intro au service SMS

✗ Nécessite la mise en place de serveurs spécifiques dans le PLMNSC - Service Center (SMS Center - SMSC) ayant pour objectif de stocker/transmettre les SMS en attendant que le destinataire soit capable de les recevoirNe fait pas partie réellement du réseau GSM... mais peut être intégré dans un MSC

✗ Messages SMS véhiculés dans la signalisation SS7

(1.2) Nécessité d'une évolution

(c) Olivier Guyot, Nokia

(1.2bis) Nécessité d'une évolution : Phase 2

✗ GSM Phase 2 : services à valeurs ajoutées (VAS)✗ Modification de l'architecture NSS✗ Les services VAS de base offrent :

SMSC (Short Message Service Center)

VMS (Voice Mail System)

✗ VAS = premier pas vers des revenus additionnels ne dépendant pas de la voix(c) Olivier Guyot, Nokia

(1.2ter) Nécessité d'une évolution : Phase 2

Services Intelligents (prépayé, services personnalisés, sécurité, ...)Possibilité d'avoir des services fournis par des providers externes(c) Olivier Guyot, Nokia

(1.3) SMS dans le PLMN

BSS SMSSC

MSCVLR

HLR

IW-MSC /SMS-GMSC


(1.4) SMS : archi. Protocolaire

✗ Couches physiques, liaison de données et réseaux RR et MM utilisés pour la gestion d'appel sont reprises

✗ La couche CM est spécifique aux messages courts...✗ 4 protocoles spécifiques :

Short Message Application Layer (SM-AL)Short Message Transport Layer (SM-TL)Short Message Relay Layer (SM-RL)Short Message Control Protocol (SM-CP)

(1.4bis) SMS : Protocoles spécifiques (1/2)

✗ Short Message Application Layer (SM-AL)Située dans la MS et SMEGénère & interprète les SMSNe sont pas spécifiés par les recommandations GSM

✗ Short Message Transport Layer (SM-TL)Fiabilise la transmission entre le mobile et le serveur SCGère le codage des informationsHorodatage des messages à destination des mobiles

(1.4bis) SMS : Protocoles spécifiques (2/2)

✗ Short Message Relay Layer (SM-RL)Gère le transfert des SMS à travers les différents équipements par stockage et retransmissionComposé de plusieurs protocoles :❑ SM Relay Protocol (SM-RP) : dialogue MS↔VMSC-VLR❑ MAP : dialogue VMSC-VLR↔SMS-IWMSC (ou SMS-GMSC)

✗ Short Message Control Protocol (SM-CP)Dialogue MS↔VMSC/VLRFiabilise la transmission pour éviter des pertes liés à un changement de canal dédiéFait partie de la couche CM

✗ Rq : pour le dialogue MSC↔Serveur SC, la norme propose :Les 7 couches OSIL'utilisation des 3 couches basses seulementLe SS7

(1.4ter) SMS : archi. ProtocolaireVue globale

PHY

LAPDm

RR

CM

MM

MTP1-3

SSCP

BSSAP

CM

MM

......

MT MSC/VLR SC SMESMS-GMSCSMS-IWMSC

SM-RL

SM-TL

SM-AL

SSCP

MTP1-3

TCAP

SM-RP

MAP

SSCP

MTP1-3

TCAP

MAP

SM-TL

SME : Short Message Entity

SM-CP

(1.5) Transfert d'1 SMS depuis 1 mobile......

BTSMT MSC/VLR HLR SMS-IWMSC

SMS CP-data [RP-data]

MAP Forward Short Message

Etablissement d’1 canal dédié

MAP Forward Short Message ackSMS CP-data [RP-ack]

SC

Authentification et passage en mode crypté

Envoi du Message

acquittement

SMS CP-ack

SMS CP-ack

Libération

(1.5bis) Transfert d'1 SMS vers 1 mobile......

BTSMT MSC/VLR HLR SMS-GMSC

MAP Forward Short Message

SMS CP-data [RP-data]

SCTransfert de Message

SMS CP-ack

Paging et réponse

MAP send routing info for SM

MAP send routing info for SM ack

Authentification et chiffrement

SMS CP-data [RP-ack]

SMS CP-ackMAP Forward Short Message ack

libération

Compte-rendu d’expédition MAP rapport délivrance

MAP rapport délivrance ack

(1.5ter) Transmission d'1 SMS sur SDCCH......

BTSMT BSC

Allocation canal dédié

Authentification et chiffrement

MSCRR Channel Request Channel Required

SABM[CM Request Service] Establish Indication [CM Service Request]SCCP Connection Request [CM Service Request]

UA[CM Request Service]

SDCCH

SDCCH

SDCCH

SABM[SAPI=3]SDCCH

Establish Indication [SAPI=3]

UA[SAPI=3]SDCCH

SMS CP-DATA + ACK

SDCCH Clear CommandRR Channel Release

SDCCH Deactivate SACCHDISC[SAPI=0]

SDCCH Release IndicationUA[SAPI=0]

SDCCH RF Channel Release

RF Channel Release Ack Clear Complete

(1.6) SMS : mode packet-data like ?

✗ GSM Phase 2 : possibilité d'offrir une transmission en mode paquet ✗ Short Message Service (SMS)

Messages max de 160 caractères délivrés à destination/depuis un terminal mobile via un canal de signalisation Utilise SDCCH (si pas d'appel) ou le SACCH (en cas d'appel en cours)Service de store-and-forward fourni par le SMS Service Center rattaché au PLMN (via SMS-GW MSC)Messages conservés par le SMS-SC jusqu'à leur délivraison au terminal mobileUtilisation du paging pour chaque SMS délivréDébit approximatif : 100 bit/sTechnologies SMS suffisantes pour : abonnement à des canaux d'informations, météo, bourse, information routière...

(1.7) Perspectives SMS

✗ Phase 2+ de GSM :Échange de SMS entre carte SIM et serveurTélécharger des données (sonneries, logos, etc.)Déclenchement d'action dans la carte SIM (carte SIM pro-active)

établir une transmission de donnéesétablir un appel phonique (par ex. à l’épuisement d’une carte prépayée)

(2) Mode data dans GSM natif

1. Architecture (mobile, réseau)2. Transfert de données3. Connexion Internet ?4. Limitations ?

(2.1) Architecture (mobile)

TCP

Porteuse GSM

IPIP

Router

IP network

Application

PPP

“V.24”

PPP

“V.24”

IP

TE (PC)

MT/TAF

(2.1bis) Architecture (réseau)

✗ Rôle d'IWF (InterWorking Function) pour le transfert de data :Pool modemAdaptation des débits, des services, buffers...Protocoles spécifiques pour le transfert de données (PPP...)

AIr A

VLRMSC IWFRéseaux dedonnéesextérieur


(2.2) Transfert de données en GSM✗ Fonctionnement en mode circuit :

Les canaux montants et descendants sont alloués pendant toute la durée de l'appel ! La tarification est basée sur le temps de connexion et non pas sur les données transférées

✗ Durée d'établissement d'un appel :20..25 secondes (de bout-en-bout via un PSTN)

✗ Capacité9.6 kbits/s ou 14.4 kbits/s

✗ InterconnexionVers tous modems (dans PSTN/ISDN)

✗ ServicesIdem aux services accessibles sur un pc/modem classique (fax, ip, ...)

(2.3) Pour bien se connecter à Internet...

✗ Pour se connecter à Internet :Nécessité d'avoir un abonnement chez un ISPUtiliser le modem (GSM) pour se connecter à l'ISPConnexion aux serveurs de l'ISPUtilisation des protocoles PPP ou SLIP

✗ La facturation et l'authentification des abonnés pour la connexion GSM et l'accès au fournisseur d'accès IP sont séparés

✗ Performance9.6 kbits/s ou 14.4 kbits/s RTT : 400 à 500 ms

(2.4) Limitations

✗ PerformanceDébits : seulement 9.6 kbit/s ou 14.4 kbit/sLe débit crête du trafic GSM est de 22.8 kbit/s (canaux trafic)Les techniques de codage du GSM sont développées pour le pire cas d'un environnement radio => en pratique, seulement 9.6 kbit/s pour le transfert de données !

✗ CoûtsVous payez même si vous ne transmettez aucune donnée !

✗ Capacité1 utilisateur réserve 1 slot-time => max. 8 utilisateurs / porteuse dans une cellule

(2.4bis) Limitations

✗ Complexité pour avoir un accès Internet Délai de connexion trop long Nécessité d'un abonnement chez un ISPProblème de roaming à l'extérieur du Home PLMNProcédures d'authentification séparées (plusieurs login/pwd)Facturation séparée (GSM, ISP)

✗ Cependant, cela reste le seul service d'accès public et de couverture mondiale pour le transfert de données !

Existence d'un marché de masse

(3) GPRS : Vers un internet mobile

✗ Introduction✗ Présentation✗ Évolution de l'architecture✗ Architecture GPRS : nouvelles entités✗ Architecture GPRS : détails des interfaces et protocoles✗ Terminaux GPRS✗ QoS et GPRS

(3.1) Introduction

✗ Service normalisé à l'ETSI✗ Acheminement des données en mode paquet (sur interface radio

et sur réseau coeur IP)✗ Optimisation de l'utilisation des ressources

Entre le service GSM et le service GPRSEntre les mobiles GPRS (multiplexage)

✗ Réutilisation du même réseau d'accès GSM (BSS)Même couverture potentielle

✗ Nouvelles entités GPRS côté réseau✗ Taxation au volume et non à la durée

(3.1bis) Introduction

✗ Augmentation du débit (en théorie jusqu'à 172 kbit/s, en pratique aujourd'hui : 40 kbit/s)

✗ Interconnexion avec des réseaux de paquet IP✗ GPRS adapté

Aux transferts fréquents de petit volume de donnéesAux transferts sporadiques de données

✗ Mobile toujours prêt à transmettre✗ Même principe que GSM pour :

La gestion de la mobilitéLa sécurité (authentification ,chiffrement)L'attachement au service

(3.2) Présentation

✗ Utilisation de mécanismes d'allocation de ressources orientés paquets

ressources allouées seulement quand des données sont émises/reçues✗ Allocation des canaux

De 1 à 8 slots-timeLes ressources disponibles sont partagées par les utilisateurs actifsSéparation des liens montants et descendantsGPRS et les services du mode circuit de GSM peuvent utiliser les mêmes slots times alternativement

✗ Interconnexions avec d'autres réseaux en mode paquetRéseaux IP (et X.25)

(3.2bis) Présentation

✗ Service de base de GSM : voixTypiquement : 1 appel/heure, durée moyenne de 2 minutesFlux continu de données dans les deux directions

✗ Spécificités des services/applications GPRS : Une connexion peut durer plusieurs heuresDonnées transmisses de façon sporadique et en mode rafaleSéparation des liens montants et descendantsPetits paquets (500-1000 octets)Chaque paquet est traité de façon indépendant et Applications types :

Browsing (HTTP, WAP), streaming, SMS, MMS, instant messaging, email, accès intranet d'entreprise…

(3.3) Evolution de l'architecture


(3.3bis) Nouvelles entités

✗ Création d'un PS-CN : Packet Switched Core Network Domain :Serveur GPRS Support Node (SGSN) Gateway GPRS Support Node (GGSN)Connexion à un backbone IP pour accès providers via routeurs, firewall et serveurs DNS

✗ Dans le BSS :Packet Control Unit (PCU)

(3.4) GPRS : Etats du mobile

✗ Gestion de la mobilité : les différents états du mobileIDLE

Aucun contexte MM (Mobility Management) n'existe entre le SGSN et le MS (utilisateur non rattaché au réseau GPRS)Transfert de données PTM (Point To Multipoint) peuvent être reçues par la MS

STANDBYLa localisation du mobile (routing area) est connu du réseau GPRSLe mobile est capable de recevoir du trafic PTM et de répondre au paging PTP (Point To Point)

READYLocalisation du mobile connu au niveau cellule par le réseau GPRSLe mobile est prêt à transmettre des données

(3.4bis) GPRS : Gestion mobilité

✗ Localisation GPRSMécanisme de sélection de cellule et de PLMNFournit un mécanimse permettant de connaître la routing area des mobiles dans les états STANDBY et READYFournit un mécanisme permettant de connaître la cellule des mobiles dans l'état READYMaj Routing Area, maj Routing Area et maj des cellules

✗ Routing AreaToutes les cellules du même SGSNSous-ensemble des LAC's de GSM

(3.4bis) GPRS : Protocoles & procédures

✗ Transfert de données suspendu pendant les procédures de signalisation

✗ Un MM Context est crée quand un mobile s'enregistre au SGSN (contient la localisation du mobile et les infos de l'abonnement)

✗ PDP (Packet Data Protocol) Context est une association entre le mobile et le réseau de données. Doit être actif avant de transférer des données

✗ Un mobile peut avoir plusieurs PDP Context actifs✗ Un PDP Context contient l'adresse PDP du mobile, l'adresse du

GGSN, les paramètres de connexion (Classes QoS)✗ Deux procédures importantes :

GPRS Mobility Management -> MM ContextSession Management -> PDP Contexts

(3.4ter) GPRS : Signalisation

✗ Principales procédures GPRS pour la gestion de la mobilité et la supervision de session :

IMSI/GPRS Attach/Detach: Abonnement/Désabonnement depuis/vers le réseau GPRS

Routing Area Update: Simulaire à la mise à jour de localisation de GSM (routing area ⊆ location area)

PDP Context Activation/Deactivation: Activation/Terminaison de connextion depuis/vers le réseau de données

Cell update: Mobile informe le réseau de ses mouvements

Security procedures: Authentification, Chiffrement, vérification IMEI : idem GSM

(3.5) Architecture

DOCUMENTTYPE

Nokia Research CenterTypeYourNameHere TypeDateHere

Localareanetwork

Server

Router

Localareanetwork

Server

Router

Corporate 3

Corporate 1

Intra-PLMNbackbonenetwork(IP based)

Serving GPRSSupport Node(SGSN)

Gateway GPRSSupport Node(GGSN)

GPRSINFRASTRUCTURE

HLR/AuC

MSC

BSCBTS PacketnetworkPSTN

PacketnetworkSS7Network

Packetnetwork

Datanetwork(Internet)

Packetnetwork

Datanetwork(X.25)

Packetnetwork

Inter-PLMNBackbonenetwork

BorderGateway (BG)

GbGr Gd

Gi.IP

Gi.X.25

Firewall

Firewall

UmR/S

SMS-GMSC

Gr Gd

Gs

Gs

Gp

Gn

Gn

EIR

MAP-F

Localareanetwork

Server

Router

Corporate 2

Packetnetwork ISP

Signalisation et transmission de donnéesSignalisation pure

(3.5bis) Architecture : détails

✗ PCU (Packet Control Unit)Entité responsable du partage des ressources radio et de la transmission des données erronées sur la radioResponsable des procédures suivantes du protocole RLC/MAC :

Segmentation des trames LLC dans les blocs RLCCorrection d'erreur et acquittement des blocs RLC/MACGestion des files d'attente downlink

✗ HLRReste la base de données pour le GPRS égalementStocke données relatives au contexte PDP (IP, X.25, QoS...)Impact sur la charge du HLR

(3.5ter) Architecture : entités GPRSdu coeur de réseau

✗ SGSN (Serving GPRS Support Node)Équipement permettant de gère la mobilité de l'abonnéAuthentification GSM (basé sur l'IMSI)Contrôle de l'état du mobile (idle/standby/ready)Chiffrement de la voix radioCollecte les informations de taxationChoix du GGSN qui permet d'accéder aux services data demandés par l'abonné (WAP, internet, intranet...)


✗ GGSN (Gateway GPRS Support Node)Passerelle d'interconnexion du GPRS vers les réseaux extérieursIdentification du réseau demandé (APN : Access Point Name)Authentification IP (si demandé)Allocation dynamique d'adresse IP au mobileRaccordement au réseau demandéCollecte les informations de taxation

✗ Le GGSN utilisé par un abonné ne change pas pendant la session

(3.5er) Architecture : entités GPRSdu coeur de réseau

✗ RADIUS (Remote Authentification Dial In User Service)✗ RADIUS Authentification (rfc 2138)

Authentification des utilisateurs par rapport à :couple username/passwordUsernameNuméro de téléphone appelant/appeléEvt. Autres attributs spécifiques constructeurs

Attribution d'adresse IP à l'utilisateur✗ RADIUS Accouting (rfc 2139)

Collecte les donnée de comptagedébut/fin de communicationVolume de données transmisEvt. Autres attributs spécifiques constructeurs


✗ DNS (Domain Name Server)Résolution des noms de domaine en adresse IPRésolution des APN en adresse IP identifiant le GGSN vers lequel un tunnel GTP (GPRS Tunelling Protocol) doit être établi

(3.6) Architecture : interfaces et protocolesInterface Situation Rôle

Gb SGSN-BSC

Gc GGSN-HLR

Gd Échange de messages courts

Gf SGSN_EIR Vérification de l'identité du terminal

Gi Connecte le réseau GPRS aux réseaux externes

Gn

Gp

Gr SGSN-HLR

Gs SGSN-MSC/VLR

Ga GSN-CG

Support du trafic GPRS et de la signalisation entre le BSS et le backbone GPRS

Interrogation HLR pour activation d'un contexte sur données entrantes

SMS_GMSC-SGSN ou SMS_IWMSC-SGSN

Point d'entrée sur GPRSdepuis un réseau IP

EXTERNE

GSN-GSN (même PLMN)Interface données et signalisation entre GSN du même backbone GPRS. Gestion de l'itinérance entre SGSN's

GPRS GTP pour traffic intra-PLMN

GSN-GSN (différents PLMN)

Fournit les mêmes services que Gn. Fournit aussi toutes les fonctions nécessaires pour connecter deux

PLMN différents (sécurité, routage...)GTP (over IP) pour traffic inter-PLMN

Gestion de la localisation. Donne accès au SGSN sur les infos de l'abonné contenues dans le HLR

Gestion coordonnée de l'itinérance entre GSM-cricuit et GPRS

Interface données et signalisation. Utilisée pour envoyer depuis le GSN les données stats et de

facturation

(3.6bis) Interfaces et procoles : plande transmission

ApplicationIP/X25 IP/X25

SNDCP SNDCP GTP GTP

LLC LLC UDP UDP

RLC RLC BSSGP BSSGP

MAC MAC FR FR IP L2GSM RF GSM RF L1 bis L1 bis L1 L1

InterfaceRadio

InterfaceGb

InterfaceGn

InterfaceGi

/ TCPIP

/TCPIP

BSS SGSN GGSN

Relay

MS

Relay

(3.6ter) Interface radio✗ Couche SNDCP (Sub Network Dependance Convergence Protocol)

Adaptation des paquets applicatifs (IP) aux caractéristiques des couches GPRS (compression, segmentation/réassemblage, ...)

✗ Couche LLC (Logical Link Control)Fournit un lien logique entre la MS et le SGSN (~ LAP-D)

Assure le contrôle de flux et le chiffrement si nécessaire (tps de réémission d'une trame erronée, nb max de réémissions d'une trame...)Utilise RLC/MAC pour envoi sur l'interface radio

✗ Couche RLC (Radio Link Control)Correction d'erreurs basée sur la retransmission sélective des blocs de données erronées

✗ Couche MAC (Medium Acces Control)Allocation des ressources radio GPRS pour envoi data vers BSS

(3.6ter) Interface Gb

✗ Couche BSSGP (Base Station Subsystem GPRS Protocol)Fournit les informations de QoS et de routage permettant la transmission des données GPRSProcédures BSSGP :

Paging procedureContrôle de flux descendantFlush procedure (changement de cellule)Réception de la trame LLC+rajout cell_id pour former la trame BSSGP qui sera émise au SGSN via la couche NS

✗ Couche NS (Network Service)Permet la connexion entre le BSS et le SGSN (techno. Frame Relay)Choix d'une route vers le SGSN (équilibrage de charges possible...)

(3.6ter) Interface Gn

✗ Réseau backbone IP de couches 1 et 2 non spécifiees (la couche de transport peut-être de l'ATM ou de l'Ethernet)

✗ Couche GTP (GPRS Tunelling Protocol)Gestion de la transmission des données et de la signalisation sur le réseau IP entre SGSN et GGSN

Côté SGSN :❑ Réception des paquets PDP depuis SNDCP❑ Encapsule les données dans un paquet GTP et l'envoi vers le GGSN de

l'opérateur Côté GGSN :

❑ Réception des paquets GTP❑ Désencapsulation des paquets PDP❑ Envoi des PDP's vers Internet (Interface Gi)

(3.6ter) Interface Gr

✗ Le SGSN est un noeud distinct du MSC/VLR assurant :La fonction de commutation de paquetLa fonction de base de données abonné/authentification

✗ Les mêmes principes que sur l'interface VLR-HLR s'appliquentInterrogation du HLR par le SGSN pour obtenir les informations d'authentificationEnvoi d'un msg de maj de localisation au HLR puis envoi par le HLR des données abonnés spécifiques GPRSStockage temporaire des informations de l'abonné dans une bd locale (Location Register / équivalent au VLR en GSM)

(3.7) Gestion de la ressource radio

✗ C'est le rôle de l'interface Gb (BSS-SGSN)✗ Même réseau d'accès que GSM✗ Nécessité :

De répartir les ressources entre le circuit et le paquetAiguillage entre les services voix (interface A) et services paquets (interface Gb) grâce au PCU

(3.7) Allocation des ressources radio

✗ Allocation statique (canaux dédié): comme en GSM, allocation permanente de canaux physiques GPRS

✗ Allocation dynamique (on demand): partage dynamique des ressources soit au niveau circuit soit au niveau paquet avec priorité pour le mode circuit

✗ Note: il existe même un canal (PDTCH, Packet Data Traffic Channel) qui peut être partagé par plusieurs utilisateurs GPRS

(3.7) Allocation des ressources radio (con't)

✗ Allocation dissymétrique entre UL & DL✗ Et :

Plusieurs TS peuvent être alloués à un mobileUn TS peut être utilisé par plusieurs mobiles

(3.7) Allocation de ressources DL

✗ Réception par le PCU de paquets émis par le SGSN ➾ vérification par le PCU des ressources downlink allouées au MS

Si des ressources sont attribuées: les paquets sont stockés en file d’attente avec les autres paquets relatifs au MSSinon : Emission par le PCU d’un Packet Downlink Assignment à destination du MS précisant les TS qui seront utilisés pendant le transfert DL et un identifiant temporaire (TFI : Temporary Flow Identity) nécessaire car plusieurs MS peuvent partager le même TS.

Si le SGSN ne connaît pas la cellule où le MS est localisé, il émet un Paging Request . Le PCU émettra le message de paging sur toutes les cellules appartenant à la RA indiquée par le SGSN.

(3.7) Transfert DL

✗ A réception du Packet Downlink Assignment contenant les TS et le TFI, le MS lit l’entête des blocks radio envoyés dans ces TS

Si le TFI présent dans l’entête est le même que le TFI qui lui est alloué, le MS prend en compte le paquetSi le TFI présent dans l’entête est différent du TFI qui lui est alloué, le MS ignore le paquet

(3.7) Allocation de ressources UL

✗ Le MS veut envoyer des paquets à destination du réseauEmission par le MS d’un message Packet Channel Request à destination du PCUEmission par le PCU d’un message Packet Uplink Assignment à destination du MS contenant :

La liste des TS qui seront utilisés pour le transfert UplinkL ’identifiant temporaire TFI Un flag USF (Uplink State Flag) pour chaque TS inclus dans la liste. Ce flag indique au MS quand il doit transmettre des paquets.

(3.7) Transfert UL

✗ A réception du Packet Uplink Assignment contenant la liste des TS, le TFI et le USF pour chaque TS, le MS lit l’entête des blocks radio downlink sur ces TS pour savoir quand il peut émettre des paquets.

Si le USF présent dans l’entête est identique à celui qui lui est alloué, le MS peut émettre les paquets. Ce mécanisme permet d’éviter les conflits de transmission en uplink quand le TS est partagé entre plusieurs MS. Si le USF présent dans l’entête est différent de celui qui lui est alloué, le MS sait qu ’il ne peut pas émettre de paquets.

(3.8) Canaux logiques GPRS

✗ Canal de diffusion PBCCH (Packet Broadcast Control Channel, DL :

Diffusion des informations sur la BTS au mobile✗ Canaux communs de signalisation PCCCH (Packet Common Control

Channel)PRACH (Packet Random Access Channel,UL) : utilisé pour la demande de ressourcesPPCH (Packet Paging Channel, DL) : utilisé pour le pagingPAGCH (Packet Access Grant Channel, DL) : utilisé pour l’allocation des ressourcesPNCH (Packet Notification Channel, DL) : utilisé pour les appels multicast

(3.8) Canaux logiques GPRS (cont')

✗ Canaux dédiés de signalisation (optionnel)

PACCH (Packet Associated Control, UL et DL) : signalisation point à point entre le réseau et le mobilePTCCH/U (Packet Timing advance Control, UL) : utilisé par le mobile pour émettre des random access bursts afin d’estimer le Timing AdvancePTCCH/D (Packet Associated Control, DL) : utilisé par le réseau pour mettre à jour le TA d’un mobile

✗ Canaux de trafic

PDTCH (Packet Data Traffic, UL ou DL) : utilisé pour la transmission des données utilisateur

(3.9) Schéma de codage

✗ Les blocks radio sont transmis sur l’interface radio : dégradation due aux interférences et à l’atténuation du signal

Utilisation de bits de codages (coding bits) dans les blocks radio afin de détecter et d ’éventuellement corriger les erreurs apparues pendant la transmission radio.La taille des paquets radio est de 456 bits. Donc pour augmenter le nombre de coding bits, le nombre de bits d ’information diminuer.

✗ Il existe en GPRS 4 Coding Schemes qui correspondent à différents ratio coding bits / information bits.

✗ Plus de coding bits sont ajoutés, plus la transmission est sécurisée mais plus le taux de data échangées par TS (en kbit/s) est faible

(3.9) Schéma de codage (cont')

✗ Le débit vu du client dépend de ce codage et du nombre de timeslot dont on dispose

Si l ’on dispose de quatre timeslots en downlink, avec un codage CS2, on obtient un débit utile de : 48 kbsSi l ’on dispose de quatre timeslots en downlink, avec un codage CS3, on obtient un débit utile de : 57,6 kbs

✗ Les codages CS3 et CS4 nécessitent une modification de l’interface Abis

(3.9) Schéma de codage (cont')

Codage Débit Nominal/time slot Débit utile / Time SlotCS1 9.05 kps 8 kpsCS2 13.4 kps 12 kpsCS3 15.6 kps 14.4 kpsCS4 21.4 kps 20 kps

(3.10) Terminaux GPRS

✗ Le support simultané des services circuit et paquet dépend de la classe GPRS du mobile :

Classe A : support simultané des deux types de services (trafic simultané en paquet et en circuit)

Classe B : supporte l'attachement simultané aux deux types de services (trafic alternant paquet et circuit)Classe C : ne supporte pas l'attachement aux deux types de services (un mobile attaché à l'un des services est indisponible pour l'autre)

(3.10bis) Terminaux GPRS

✗ Il existe des classes de terminaux GPRS multislot✗ Les classes multislot dépendent du matériel et déterminent le

débit maximum atteignable à la fois sur les liens montants et descendants (12 classes)

Par exemple : 3+1 ou 2+2 oùle 1er nombre indique le total de timeslots descendant Le 2ème indique le total de timeslots sur le lien montant

(3.11) QoS et GPRS

✗ Définition d'un QoS Profil par contexte PDP✗ QoS négociée à l'activation du contexte PDP✗ Renégociable uniquement par le SGSN✗ Attributs

Classe de priorité (faible, moyenne, haute)Classe de délai (dont Best Effort)Classe de fiabilité

Probabilité de perte de données, de données arrivées hors séquence, dupliquées ou endommagéesClasse de débit crêteClasse de débit moyen (dont Best Effort)

(3.12) GPRS-Conclusion

✗ Transfert en mode paquet avec un débit max de 21.4 kbit/s par time-slot and au max 8 time-slots par utilisateur

✗ Deux nouveaux éléments sont introduits : SGSN and GGSN✗ Le backbone GPRS est basé sur un réseau IP✗ GPRS fournit un service de localisation/roaming des utilisateurs

mobile à l'échelle mondiale✗ Support des applications IP standard✗ Tarification basée sur les données transférées✗ Porte ouverte à une tarification des transmissions négociables

(higher price for higher QoS)

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