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U M T S
Frédéric D ’HontFrédéric D ’Hont
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S O M M A I R ES O M M A I R E
Présentation du Contexte
L ’interface Radio
• Méthodes d ’accès
• CDMA
• Les canaux / Notions de QOS / La couche physique
• Procédures de gestion de ressources radio
• Architecture en couches
L ’architecture UMTS
Conclusion
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PRESENTATION DU CONTEXTEPRESENTATION DU CONTEXTE
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U M T SU M T S Les Différentes générations en Europe
• 1 G : FDMA• 2 G : TDMA
EVOLUTION
Commutation de circuit : GSM (9.6 Kbits/s) HSCSD (57.6 kbits/s)
Commutation de paquet : GPRS (160 kbits/s)
Commutation de circuit + paquet : EDGE (384 kbits/s)
UMTS (2Mbits/s)
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H S C S D H S C S D HIGH SPEED CIRCUIT SWITCHED DATAHIGH SPEED CIRCUIT SWITCHED DATA
PRINCIPE : MOINS DE PROTECTION CONTRE LES ERREURS
AVANTAGE :
UTILISATION DE L ’INFRASTRUCTURE GSM EXISTANTE
INCONVENIENT :
COMMUTATION DE CIRCUIT UTILISE POUR LA TRANSMISSION DE DONNEES
GACHIS DE RESSOURCE
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E D G E E D G E ENHANCED DATA RATE FOR GSM ENHANCED DATA RATE FOR GSM
EVOLUTIONEVOLUTIONPRINCIPE : MODULATION DIFFERENTE DU GSM / GPRS (8 psk)
3 Bits TRANSMIS A CHAQUE MOUVEMENT D ’HORLOGE
MULTIPLICATION PAR 3 DU DEBIT
AVANTAGE :
MODE CIRCUIT + PAQUET UTILISE
INCONVENIENT :
NECESSITE UN CHANGEMENT D ’EQUIPEMENT
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SITUATION DES RADIO MOBILES AU SITUATION DES RADIO MOBILES AU NIVEAU MONDIALNIVEAU MONDIAL
Chiffres 2001:
GSM 564 Millions de clients
CDMA 100 Millions de clients IS - 95 (continent américain et Asie)
TDMA IS - 136 (Digital-AMPS) 81 millions de clients(Etats-Unis)
TDMA PDC (Personal Digital Cellular) /PHS (Personal Handyphone System)
55 millions de clients , Japon
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ETAT DES LIEUX MONDIALETAT DES LIEUX MONDIAL
En 2001 : 600 millions de clients technologies sans fil 2 G
(30 millions en France)
Accélération de la croissance de la radio téléphonie
2005 : 1 milliard de clients
Marché en développement : Asie
Ralentissement de la croissance en Europe et Amérique du Nord
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Modulations différentes
Méthodes d ’accès différentes
Bandes de fréquence différentes• GSM 900/1800 (MHz)• IS 95 800/1900• IS 136 800/1900• PDC 800/1400
Gestion du client différent• Carte SIM (GSM)• Infos clients dans le mobile (Amérique du Nord)
INCOMPATIBILITE DES SYSTEMES INCOMPATIBILITE DES SYSTEMES EXISTANTSEXISTANTS
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QU ’EST CE QUE L ’U M T SQU ’EST CE QUE L ’U M T S
Universal Mobile Télécommunication System
Système de 3ème génération
• Couverture globale• Roaming global• Débits importants• Support d ’application multimédia• Terrestre / Satellite (Mss) : Mobile Satellite Service
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LES PRINCIPES DE L ’UMTSLES PRINCIPES DE L ’UMTS
Normalisation internationale
• Différents standards prévus dans l ’UMTS (compromis)
Bandes de fréquences communes
Support pour données haut débit
• 2 Mbit/s en environnement fixe
• 384 kbit/s (mobilité réduite)
• 144 kbit/s (mobilité forte)
Héritage du GSM (principe du réseau existant)
Un système construit par les constructeurs (# GSM)
Compatibilité avec systèmes de deuxième génération
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UNE NORMALISATION UNE NORMALISATION INTERNATIONALEINTERNATIONALE
Concept d ’IMT 2000
Objectif : Fédérer les propositions des différents organismes de normalisation
Principaux organismes :
•Un organisme fédérateur : ITU (International Télécommunication Union)
•Europe : ETSI (European Telecommunication Standard Institute)
•Japon : ARIB (Association of Radio Industries and Businesses
•Etats Unis : T1 /TIA
•Corée : TTA (Telecommunication Technology Association)
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LES DATES « CLE »LES DATES « CLE »
1992 Réservation par l ’ITU à l ’IMT 2000 de 2 (+ 2 MSS) bandes de fréquences (230 MHz + 150 MHz MSS)
1998 16 propositions reçues pour l ’interface air
Technologie CDMA majoritaire
1999 2 familles de technologie retenues en CDMA
Création de 2 regroupements de constructeurs et opérateurs
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LES DATES « CLE »LES DATES « CLE »
3 GPP (3d Generation Partnership Project)
• Héritage d ’un certain nombre de concept du GSM
• UMTS
• Rapprochement ETSI/ARIB/T1
3 GPP2• Créé afin de garantir une pérennité des systèmes IS 95• CDMA 2000
• Etats Unis/Corée/Japon/Chine
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1999 Premières spécifications techniques
2000 Début des attributions des licences UMTS en Europe (Espagne)
Recommandations UMTS release 99 publiées (UMTS phase 1)
Réservation de 3 bandes de fréquences complémentaires (160 MHz) - (900, 1800, 2600 MHz)
2001 UMTS release 4
2002 UMTS Release 5
2004 Ouverture commerciale 1er réseau UMTS en France
LES DATES « CLE »LES DATES « CLE »
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BANDES DE FREQUENCEBANDES DE FREQUENCE Bandes prévues par l ’ITU
•1885 - 2025 MHz•2110-2200 MHz
Quelles sont les bandes disponibles ?
•Europe 1900 - 2025 MHz (couplé au DECT partie basse 1880-1900)
2110 - 2200 MHz
•Japon 1920 - 2025 MHz (couplé au PHS partie basse 1893-1919)
2110 - 2200 MHz
•Etats Unis ?????
En Europe hors satellite : bande [ 1900, 1980] U [2010,2025] U [2110, 2170] MHz
Largeur de porteuse de 5 MHz
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UN SYSTEME ETABLI PAR DES UN SYSTEME ETABLI PAR DES CONSTRUCTEURSCONSTRUCTEURS
Différent du GSM
Principaux acteurs :
• Constructeurs :ERICSSONNOKIANORTEL SIEMENS sur TDD
• Opérateurs :VODAFONENTT Do Co Mo
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QUELS SERVICES ?QUELS SERVICES ?
Téléphonie
Services d ’information
Accès intra/extranet mobile
Messagerie multimédia
Services de localisation
Accès internet mobile
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Services Point à pointSymétriques :
• Téléphonie
• Conférence téléphonique
• Vidéo conférence
Asymétriques :
• Télécopie
• Accès données (journal, vidéo, shopping,…)
• Service médical à distance (imagerie)
• Accès internet
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Services Multipoint • Radio mobile
• TV mobile
• Services de distribution d’information (métro, trafic, sport,….) ou de musiques
Paging
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SEPARATION RESEAU D ’ACCES ET SEPARATION RESEAU D ’ACCES ET RESEAU COEURRESEAU COEUR
Flexibilité du réseau accès (# GSM)
Découpage en 2 strates
OBJECTIFOBJECTIF
Séparation de niveaux de services indépendants
Modélisation en strates AS (Access Stratum) et NAS (Non Access Stratum)
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ACCESS STRATUM
Fonctions liées au réseau d’accès (UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network)
Gestion des ressources radio Handover Chiffrement Compression
NON ACCESS STRATUM
Autres fonctions indépendantes du réseau d’accès• Etablissement d’appel• Signalisation d’appel• Authentification• Gestion des services supplémentaires• Facturation
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Interface générique et normalisée• Interface IU• Objectif : Etre capable de connecter des réseaux
d ’accès de technologies différentes :UTRAN (UMTS)BRAN Broadband Radio Access Network(WLAN - Wireless Local
Area)SRAN - Satellite
Gestion de qualité de service au niveau IU
SEPARATION RESEAU ACCES ET SEPARATION RESEAU ACCES ET RESEAU COEURRESEAU COEUR
RESEAU COEUR
UTRANUTRAN SRANSRAN BRANBRAN
IUIUIU
Réseaux d ’accès
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L ’INTERFACE RADIOL ’INTERFACE RADIO
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L ’INTERFACE RADIOL ’INTERFACE RADIO
Les méthodes d ’accès
2 techniques proposées :
TDD (Time Division Duplex)
FDD (Frequency Division Duplex)
TDD : Une seule et unique fréquence utilisée alternativement par les deux voies de communication
FDD : Une fréquence utilisée pour chaque sens de communication (comme en Gsm…)
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DIFFERENCES FDD/TDDDIFFERENCES FDD/TDD
FDD : Adapté aux applications à débit symétrique (même largeur de bande pour UL et DL)
Technique non optimale pour débit asymétrique
Technique plus mature
TDD : Technique plus flexible quand spectre limité
Gestion des interférences plus complexe
Bandes de fréquence allouées :
TDD [1900-1920] U [2010, 2025] 7 canaux
FDD UL [1920, 1980] 2 x 60 MHz (2 x 12 canaux)
FDD DL [2110, 2170]
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LA TECHNOLOGIE CDMALA TECHNOLOGIE CDMA
Historique
Fin années 50 : Début utilisation de cette technique par les militaires
• Résistance aux brouillages
• Confidentialité
Début années 90 Proposée pour réseaux cellulaires
Avantages visés :
Augmentation de l ’efficacité spectrale
Technique plus adaptée aux débits variables
Premier réseau : IS-95 (USA, CDMA ONE)
Principe Les usagers utilisent tous la même bande de fréquence et sont différenciés par leur code respectif
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PRINCIPE DE L ’ETALEMENT DE PRINCIPE DE L ’ETALEMENT DE SPECTRESPECTRE
Etalement de la puissance du signal d ’information sur une bande de fréquence plus large
X XSignal usager(Transmission)
Filtre/récepteur
Séquence d ’étalement
Séquence d ’étalement
Séquence récupérée
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SPREADING FACTOR SPREADING FACTOR (gain de traitement ou gain d ’étalement)(gain de traitement ou gain d ’étalement)
SF : B étalement / B information
où B étalement : Bande du signal résultant du processus d ’étalement
B information : Bande occupée par le signal d ’information
Indicateur direct de qualité = BER = SF x SIR (Signal to Interference Ratio)
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CHIP RATECHIP RATE
Chip = Elément de code
Chip rate = débit de la séquence de code utilisée
En IS 95 Chip rate = 1,2288 Mcps
En UMTS Chip rate fixe : 3,84 Mcps (étalement plus important)
Notion de Wideband CDMA (WCDMA)
Pour CDMA 2000 Plusieurs chip rates utilisables
(multiples du chip rate IS 95 : N x 1,2288 Mcps N = {1 ; 3 ; 6 ; 9; 12})
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LES CODES UTILISESLES CODES UTILISES
2 types de codes utilisés :
Codes OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor)
(Channelization codes ou codes de canal)
Différents gains de traitement possibles en fonction du débit usager
Codes de brouillage (séquences pseudo aléatoires)
(Scrambling code)
Réalisation de l ’étalement à proprement dit
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LES CHANNELIZATION CODESLES CHANNELIZATION CODES
Codes orthogonaux
Codes utilisés pour le système IS-95 (CDMA One)
Codes propres à chaque canal physique
Codes de longueur différente (différents gains de traitement)
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Codes OVSF utilisés basés sur codes de Walsh Hadamard (longueur 256)
Note : Codes de longueur 64 utilisés sur IS 95
Représentation des codes OVSF sous forme d ’arbres
C4,2 = (1,1,-1,-1)
C4,4 = (1,-1, -1, 1)
C 1,1 = (1)
C 2,1 = (1,1)
C4,3 = (1,-1,1,-1)C2,2 = (1,-1)
C4,1 = (1,1,1,1)
SF = 1 SF = 2 SF = 4 ……..
LES CHANNELIZATION CODESLES CHANNELIZATION CODES
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2 séquences situées au même niveau hiérarchique de l ’arbre sont orthogonales.
Plus SF est élevé, plus la capacité est importante
Orthogonalité non garantie si décalage dans le temps d ’un code
(mauvaise propriété d ’intercorrélation => Scrambling code)
LES CHANNELIZATION CODESLES CHANNELIZATION CODES
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LES SCRAMBLING CODES LES SCRAMBLING CODES
Codes pseudo aléatoires (PN Pseudo Noise)
Deuxième niveau de codage pour palier aux mauvaises propriétés de
corrélation des codes OVSF
Séquences de Séquence étalée
données
Générateur de registres à décalage (25)
38400 codes retenus en UL (taille équivalente à la trame radio de 10 ms)
Codes identifiant la station de base (DL) ou le mobile (UL)
XX XX
OVSFOVSF Codes de brouillageCodes de brouillage
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AFFECTATION DE CODESAFFECTATION DE CODES
Voie descendante (synchronisation)
• Utilisation de la totalité de l ’arbre OVSF dans chaque cellule
(codes orthogonaux entre eux)
• Utilisation d ’un code de brouillage propre à chaque cellule
(distinction des cellules)
Voie montante (pas de synchronisation)
• Allocation à chaque mobile d ’un code de brouillage et de la
totalité de l ’arbre OVSF
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OPTIMISATION DE L ’UTILISATION OPTIMISATION DE L ’UTILISATION DES CODESDES CODES
Codes OVSF
2 codes OVSF situés sur une même branche ne sont pas forcément orthogonaux
Risque de pénurie de codes OVSF (512 max) sens DL
Optimisation / Achat de codes
Utilisation possible d ’un deuxième code de brouillage dans une cellule
Codes de brouillage
En DL, synchronisation véhiculée par 64 codes de brouillage (codes de synchro secondaire)
Réutilisation des codes
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PLANIFICATION CODES CDMAPLANIFICATION CODES CDMA
Planification plus simple en CDMA (bande de 5 MHz quasi unique)
Planification de codes de brouillage (afin d ’éviter des interférences
inter cellulaires)
En UMTS, une station de base est reconnue
par son code de brouillage
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LIMITE DE CAPACITE EN CDMALIMITE DE CAPACITE EN CDMA
Utilisation de la même bande de fréquence par tous les usagers (codes
différents)
En pratique, orthogonalité non respectée
Interférences UL
Plus le trafic augmente, plus le niveau de signal augmente, plus le bruit
ambiant augmente
Le respect d ’un niveau de signal à bruit
Cible passe un contrôle de puissance précis et rapide
Un contrôle de puissance défectueux va dégrader
la capacité du réseau
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LES CANAUXLES CANAUX
3 types de canaux : logiques (informations à
transmettre), transport (canaux logiques mis en forme), physiques (canaux réellement transmis sur l ’interface radio)
Cœur de Réseau Station de Base Mobile
Canaux logique
Canaux de transport
Canaux physiques
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LES CANAUX LOGIQUESLES CANAUX LOGIQUES
Liés à l ’utilisation faite et non au canal de transmission
Canaux de contrôle
• BCCH (diffusion informations de contrôle)
• PCCH (envoi de paging)
• CCCH (signalisation pour mobiles non connectés au réseau)
• DCCH (signalisation pour mobiles connectés au réseau)
Canaux de trafic
• DTCH (échange de données usager avec un mobile connecté au
réseau)
• CTCH (envoi de données usager réseau vers groupes de mobiles)
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LES CANAUX DE TRANSPORTLES CANAUX DE TRANSPORT
Mécanismes destinés à fiabiliser les échanges de données sur l ’interface radio
Gestion de la qualité de service
Canaux dédiés et communs
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NOTION DE QOSNOTION DE QOS
RAB (Radio Access Bearer)
TFS (Transport Format Set)
Le Non Access Stratum charge l ’Access Stratum d ’établir le chemin de communication dans le réseau d ’accès
![Page 44: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/44.jpg)
NOTION DE QOSNOTION DE QOS
Définition du RAB:
Définition d’attributs de qualité de service négociés entre usager et réseau cœur sur l ’interface radio et Iu
Notions importantes:
• Délai de transfert de l ’info• Variation du délai de transfert• Tolérance aux erreurs de transmission
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NOTION DE QOSNOTION DE QOS
Classes de service:Conversationnel (phonie, visiophonie, jeux)Streaming (écoute de pgmes audio/vidéo, transfert FTP)Interactif (messagerie vocale, navigation WEB, e-
commerce)Background (fax, email)
Débit max / débit garanti Taille des informations Taux d ’erreur Délai de transfert Priorité
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NOTION DE QOSNOTION DE QOS
ACTIONS DE L ’UTRAN
• Choix du codage canal
• Dimensionnement des ressources radio et configuration des protocoles radio (laissé libre au constructeur)
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NOTION DE QOSNOTION DE QOS
INTERFACE RADIO ET TFS
A chaque canal de transport, l ’UTRAN associe une liste d ’attributs (TFS) destinée à représenter la manière dont les données sont transmises sur l ’interface radio
Définition notamment de :
Transport Block Size (taille des données transmises sur l ’interface radio) TTI (entrelacement) Type de codage canal (sans, code convolutif ou turbocode) Taille du CRC Rendement du codage canal (1/3, 1/2)
![Page 48: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/48.jpg)
LES CANAUX PHYSIQUESLES CANAUX PHYSIQUES
Canaux entre mobile et station de base (# transport ou
logiques)
Canal défini par :
• La fréquence porteuse
• Les codes de brouillage
• Les codes de canalisation
Durée d ’une trame = 10 ms
= 15 TS
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LA COUCHE PHYSIQUE UMTSLA COUCHE PHYSIQUE UMTS
Les principales étapes :
Codage source (transcodage)
Le contrôle d ’erreurs (ajout du CRC)
Choix du codage canal en fonction des attributs de qualité
de service requis
• CRC (5 niveaux)
• Turbocodes (codes convolutifs en parallèle)
Le codeur de parole AMR (Adaptative Multi Rate) définit le meilleur couple codage canal/source
8 modes sont possibles avec trois classes d ’importance
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Adaptation de débit
Adaptation de la taille des blocs au dimensionnement des canaux
physiques de l ’interface radio
Rôle du SF (code le plus proche du débit demandé)
Poinçonnage (taille blocs codage > taille bloc physique) ou répétition de bits (taille blocs codage < taille bloc physique)
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Entrelacement
Objectif : Palier aux erreurs de transmission radio
Fonction de la qualité de service requise
Par bloc : 2 niveaux : bloc de transport (TTI) + trame radio
(ordre de 30)
Notion de TTI (Transmission Time Interval)• TTI faible (10-20 ms) : Transport bloc réparti sur 1 à 2 trames
radio
• TTI élevés (> 80 ms) : Transport bloc réparti sur un nombre
important de trames
Retard de transmission (pas de contrainte temps réel)
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Etalement et modulation
Utilisation des codes
Modulation QPSK (modulation de phase)
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RECHERCHE DE CELLULE INITIALERECHERCHE DE CELLULE INITIALE
IMSI Attach
2 canaux physiques utilisés:
• SCH (Synchronisation Channel)
• CPICH ( Common Pilot Channel)
Suite de symboles connus du réseau et du mobile
Recherche du code par le mobile
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RECHERCHE DE CELLULE INITIALERECHERCHE DE CELLULE INITIALE
Diffusion des informations systèmes:
Canal P-CCPCH (Primary Common Control Physical Channel)
•Diffusion des informations sur la configuration du réseau
•Analogie avec le canal balise BCCH GSM
•Débit = 13.5 kbit/s (BCCH GSM 780 bit/s)
![Page 55: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/55.jpg)
PROCEDURE DE GESTION DES PROCEDURE DE GESTION DES RESSOURCES RADIORESSOURCES RADIO
Boite à outil permettant de gérer les ressources radio (RRC Radio Ressource Control) non normalisée
Principe du Cell Breathing - Limitation UL Contrôle de puissance (Soft) Handover L ’accès La gestion de la mobilité Les mesures radio
![Page 56: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/56.jpg)
RADIO RESSOURCE MANAGEMENTRADIO RESSOURCE MANAGEMENT
Nouveau RABNouveau RAB
RAB acceptéRAB accepté RAB rejetéRAB rejeté
RAB rejetéRAB rejeté
RAB acceptéRAB accepté
Contrôle d ’admissionContrôle d ’admission
Allocation de codes, de Allocation de codes, de puissance et de la station de puissance et de la station de
basebase
Contrôle de congestion:Contrôle de congestion:
HOHO
PuissancePuissance
PréemptionPréemption
NNOOKK
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PRINCIPE DU CELL BREATHING - PRINCIPE DU CELL BREATHING - LIMITATION ULLIMITATION UL
Limitation de capacité CDMA• Plus le trafic augmente, Plus le bruit augmente
Si Eb/No nécessaire important (> 6 dB) diminution trafic
=> Augmentation du trafic à Eb/No cible entraîne une perte de couverture
=> Dimensionnement des cellules fonction du trafic (CELL BREATHING)
Solutions: - Diminution du No => Contrôle de puissance- « Augmentation » du Eb => Soft HO
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CONTRÔLE DE PUISSANCECONTRÔLE DE PUISSANCE
Principalement sens UL :
Réception par la station de base de signaux au même niveau (effet proche - lointain à compenser)
Sens DL : diminuer les interférences sur cellules voisines
![Page 59: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/59.jpg)
CONTRÔLE DE PUISSANCECONTRÔLE DE PUISSANCE
Très réactif
A plusieurs niveaux (réseau, station de base, mobile)
Garantit le RAB
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CONTRÔLE DE PUISSANCECONTRÔLE DE PUISSANCE
Premier type :Open Loop Power Control
Accès d ’un mobile non connecté
Puissance émission initiale calculée d ’après une estimation du Pathloss
Augmentation progressive
Entités impactées: mobile / station de base
![Page 61: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/61.jpg)
CONTRÔLE DE PUISSANCECONTRÔLE DE PUISSANCE
Second type:Inner Loop Power Control
Mobile en cours de communication
Gère la qualité de la transmission radio
Tous les TS (soit 666.7 microsec)
Entités impactées: mobile / station de base
![Page 62: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/62.jpg)
CONTRÔLE DE PUISSANCECONTRÔLE DE PUISSANCE
Troisième type:
Outer Loop Power Control
Gère la qualité globale de la communication
Effectué par le réseau
Plus lent que Inner Lopp (2e niveau)
![Page 63: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/63.jpg)
SOFT HANDOVERSOFT HANDOVER
Principe : Mobile lié à plusieurs stations de base - Transmission non interrompue lors d’un changement de cellule
-> Diversité (amélioration des performances)
Objectif: Permettre d ’avoir un Eb plus fort
C ’est le réseau qui décide
Inconvénient : En DL, allocation d ’un code OVSF pour chaque lien=> Diminution du nombre de code disponible=> Signalisation plus importante (paramétrage à affiner)
![Page 64: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/64.jpg)
SOFT HANDOVERSOFT HANDOVERAutres notions relatives au handover :
Softer HO Soft HO où cellules appartiennent à une même station de base
Active Set Ensemble des liens radio utilisés simultanément entre le réseau et le mobile (6 maximum)
Hard HO Changement de canal ou changement de mode FDD/TDD
Handover inter-technologies UTRAN/FDD et GSM Double chaîne de réception par le mobile Trous dans la Transmission de données (Compress Mode): Format spécifique, Poinçonnage, réduction du SF
![Page 65: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/65.jpg)
L ’ACCESL ’ACCES
Cellules candidates: Critère S (Suitable)
Squal (qualité) > 0 et SrxLev (champ) > 0
Squal = Qqualmeas - Qqualmin Qqualmeas mesure du rapport S/B du canal CPICH de la cellule Qqualmin niveau min de qualité requis dans la cellule
SrxLev = QrxLevmeas - QrxLevmin - Pcompensation QrxLevmeas mesure du niveau du signal reçu par le mobile sur
le canal CPICH QrxLevmin niveau min de signal requis dans la cellule Pcompensation réserve de puissance du mobile sur la voie
montante (pénalité si Pmax mobile < niveau permis dans cellule)
![Page 66: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/66.jpg)
L ’ACCESL ’ACCES
Choix de la cellule
Classement suivant un critère radio :
-> S/B canal CPICH
-> Niveau reçu sur canal CPICH
![Page 67: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/67.jpg)
LA GESTION DE LA MOBILITELA GESTION DE LA MOBILITE
MODE VEILLE
MODE CONNECTE
![Page 68: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/68.jpg)
LA GESTION DE LA MOBILITELA GESTION DE LA MOBILITEGestion mobilité en mode veille
Zones de localisation• Gestion séparée possible entre circuit et paquet (LA/RA)• Paging• Paramétrable par l ’opérateur • Mise à jour de localisation
Resélection de cellule• Cellules voisines• Critère S : cellules candidates• Critère R (Ranking): classement des cellules candidates• Critère de mesure : limiter le temps pendant lequel le
mobile effectue des mesures sur les cellules voisines. Si Squal (qualité cell courante) > Ssearch: pas besoin de mesurer les cellules voisines (mobile proche de la cellule)
![Page 69: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/69.jpg)
LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE VEILLEVEILLE
Critère R :
Critère basé sur une durée minimale (T reselection) Sélection du R le plus élevé Cellule courante A:
R(A) = Qmeas(A) + Qhyst(A) Cellules voisine satisfaisant critère S (B):
R(B) = Qmeas(B) - Qoffset(B) - TO(B)
Qmeas mesure qualité (soit Eb/No CPICH, soit S CPICH)Qhyst éviter de trop nombreuses resélectionsQoffset permet de favoriser ou défavoriser les cellules voisines les unes par rapport aux autres (limite de LA)TO composante temporelle qui sert à pénaliser la cellule voisine pendant une durée déterminée
![Page 70: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/70.jpg)
LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE CONNECTECONNECTE
Différents niveaux d’état connecté :
4 niveaux différents définis pour s ’adapter au mieux aux différents services
CELL_DCH :
Canaux de transport dédiés alloués dans les 2 sens de communication (analogue à l’état connecté GSM)
-> Contrainte de temps réel (téléphonie, diffusion vidéo)
-> Contrainte de mobilité par le réseau
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LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE CONNECTECONNECTE
Différents niveaux d ’état connecté :
CELL_PCH / URA_PCH : Aucune ressource dédiée allouée au mobile (analogue au mode veille GSM)
Seule lecture des mobiles des informations transmises par le réseau sur canaux BCH et PCH
Contrôle de mobilité effectué par le mobile
- CELL_PCH : position du mobile connue par le réseau
- URA_PCH : le réseau ne connaît pas la cellule courante du mobile mais seulement son URA (UTRAN Registration Area)
![Page 72: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/72.jpg)
LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE CONNECTECONNECTE
Différents niveaux d ’état connecté:
CELL_FACH :
• Aucun canal physique dédié alloué mais possibilité de transmission de données (mobile ou réseau)
• Position du mobile (cellule courante) connue
• Etat hybride CELL_DCH / CELL_PCH
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LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE CONNECTECONNECTE
Différents niveaux d ’état connecté:
Tri par niveau d ’activité décroissant:• CELL_DCH• CELL_FACH• CELL_PCH• URA_PCH
![Page 74: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/74.jpg)
LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE CONNECTECONNECTE
Contrôle de mobilité effectué par le mobile
Etats CELL_FACH, CELL_PCH, URA_PCH
Mise à jour de LA, RA ou URA
Critère de resélection: critères S et R du mode veille (paramètres différents)
![Page 75: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/75.jpg)
LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE LA GESTION DE LA MOBILITE EN MODE CONNECTECONNECTE
Contrôle de mobilité effectué par le réseau
Etats CELL_DCH et CELL_FACH
Handover (Soft voire Hard)
Algorithme constructeur
• Exemple : Mesure du rapport S/B du canal CPICH > seuil S1
pendant une durée d ’au moins Tadd secondes => Ajout dans l ’active set
![Page 76: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/76.jpg)
LES MESURES RADIOLES MESURES RADIO
Mécanique beaucoup plus riche et flexible qu’en GSM
Rien n ’est imposé par la norme (différent du GSM)
Exemples de grandeurs physiques mesurables par le mobile:• Puissance reçue d ’un canal CPICH• Eb/No du canal CPICH (par chip)
Prétraitement des mesures par le mobile :Objectif: diminuer le temps de calcul
Notion de filtrage (conserver les principales tendances et gommer les cas particuliers)
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LES MESURES RADIOLES MESURES RADIO
Transmission des mesures vers le réseau:
2 modes proposés par la norme :
- Périodique (entre 250 ms et 64 s)
- Sur événement (si certaines conditions de mesures sont remplies => réduire les échanges de signalisation)
Mesures effectuées par la station de base:Exemple: mesure du BER (Bit Error Rate)Gestion similaire à celle du mobile
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INTERFACE RADIO - Architecture en INTERFACE RADIO - Architecture en couchescouches
- Comme en GSM: Architecture en couches
- Similarité avec couches OSI sur les couches 1 à 3 (bas niveau)
Niveau 1: Couche Physique
Niveau 2: Couche Liaison
Niveau 3: Couche Routage
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INTERFACE RADIO - Architecture en INTERFACE RADIO - Architecture en couchescouches
GSM GPRS UMTS
Couche 1 GMSK GMSK QPSK
Couche 2 LAPDm + complexe - Fiabilisation
que LAPDm du transport RLC 3 sous-couches - Multiplexage
Sécurité transport - Indépendance Segmentationinterface radio Multiplexage par
rapport au réseau - Compression
en-tête IP PDCP
Couche 3 RR (mobilité SNDCP RRC (RR GSM) + établ. appels) (encapsulation +
compression en-tête IP)
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L ’ARCHITECTUREL ’ARCHITECTURE
DE L ’UMTSDE L ’UMTS
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L ’architecture de l ’UMTSL ’architecture de l ’UMTS
UUEE
UTRANUTRAN RESEAU RESEAU COEURCOEUR
User User EquipmenEquipmentt
UUuu
IuIu
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L ’architecture de l ’UMTSL ’architecture de l ’UMTS
- Réseau cœur GSM / UMTS très similaires - Réseau d ’Accès:
RNC (Radio Network Controller) Equivalent BSC
Node B Equivalent BTS
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RNCRNC
VLR
PSTN
Réseau de données de paquet (INTERNET)
SGSN GGSN
GMSCMSC3G
Node B
RNS :RNS : Radio Network SubsystemRNC :RNC : Radio Network ControllerUTRAN :UTRAN : Universal Terrestrial Radio Acces Network
RNS :RNS : Radio Network SubsystemRNC :RNC : Radio Network ControllerUTRAN :UTRAN : Universal Terrestrial Radio Acces Network
Iub
L ’architecture de l ’UMTSL ’architecture de l ’UMTS
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L ’architecture de l ’UMTSL ’architecture de l ’UMTS
UEUE
Node Node BB
Node Node BB
Node Node BB
RNCRNC RNCRNCIurIur
VLRVLR
MSCMSC SGSNSGSN
GGSNGGSNGMSCGMSCHLRHLR
EIREIR
AuCAuC
IuIu IuIu
GnGnDD
CC
GdGd
FF GsGs
HH
GfGf
UuUu
RESEAU D ’ACCESRESEAU D ’ACCES
RESEAU COEURRESEAU COEUR
IubIub
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Réseau d ’Accès et réseau coeurRéseau d ’Accès et réseau coeur
Réseau d ’accès:
Achemine l ’information depuis le terminal mobile jusqu ’au réseau cœur et vice versa
Réseau cœur:
Assure la gestion du service offert et l ’acheminement des communications vers les réseaux fixes
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Equipement Usager (UE)Equipement Usager (UE)
- UICC (Universal Integrated Circuit Card): carte à puce
- USIM (Universal Subscriber Identity Module):Application contenue dans l ’UICC permettant
l ’accès aux services
Contient:IMSIMSISDNIdentités temporaires de l ’usager (TMSI / PTMSI)Identités des zones de localisation courantes de l ’UEClés de chiffrement et d ’intégritéListe des réseaux interdits
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Le réseau cœur de l ’UMTSLe réseau cœur de l ’UMTS
En GSM: réseau cœur séparé en 2 suivant commutation de circuit ou de paquet (GPRS)
-> Gestion séparée de l ’établissement d ’appel et de la mobilité (MSC/VLR et SGSN)
En UMTS: cette distinction subsiste (R99) avec 2 domaines:- CS (Circuit Switched)- PS (Packet Switched)
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Eléments du cœur de réseauEléments du cœur de réseau
- Domaine CS:MSC (commutateur de données et de signalisation)GMSC (commutateur passerelle vers réseaux extérieurs)
- Domaine PS:SGSN (rôle du VLR avec les RA)GGSN (rôle du GMSC pour le GPRS)
- Elements communs:HLR (base de données contenant les infos relatives aux clients)AuC (élément de gestion des fonctions de sécurité:
authentification/ chiffrement)EIR (base de données contenant la liste des mobiles interdits Black
List équipement optionnel)
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Réseau cœur intégréRéseau cœur intégré
- Notion prévue en UMTS pour intégrer les domaines CS et PS
- Exécution de procédures combinées de mise à jour de LA et RA
- Gains: temps de traitementcoûts de maintenance
- Entité UMSC (UMTS MSC) qui regroupe MSC et SGSN
- Prévu dans la Release 4 (réseau tout IP en release 5)
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RESEAU D ’ACCES - L ’UTRANRESEAU D ’ACCES - L ’UTRAN
Nouveautés:
- 2 nouvelles interfaces ouvertes:Iub (Node B -RNC)Iur (RNC - RNC)
- Utilisation du CDMA Large Bande
- Introduction de l ’ATM dans les interfaces:Iu (RNC - MSC), Iub (Node B - RNC) et Iur (RNC - RNC)
- Notion de point d ’ancrage sur du trafic Data
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RESEAU D ’ACCES - Les constituantsRESEAU D ’ACCES - Les constituants
RNC: Contrôleur des stations de base (Equivalent BSC)Contrôle l ’utilisation et l ’intégrité des ressources
radio
-> Gestion de l ’admission, charge, congestion
-> Gestion de la mobilité (soft handover - procédures de macrodiversité)
-> Allocation de codes
-> Gestion du contrôle de puissance outer loop
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RESEAU D ’ACCES - Les constituants RESEAU D ’ACCES - Les constituants Notions différentes de RNC:
- CRNC (RNC de contrôle): contrôle les ressources radio sur les nodes B en charge
- SRNC (RNC serveur): contrôle la connexion d ’un UE en particulier (RNC à l ’établissement de connexion) ainsi que les procédures associées (HO, allocation/résiliation des RAB, contrôle de puissance…)
Le SRNC joue le rôle d ’un point d ’ancrage pour diminuer la charge de signalisation dans le réseau cœur.
Le CRNC joue alors le rôle d ’un simple routeur entre le mobile et le SRNC (notion de Drift RNC DRNC).
Attention toutefois à la charge de signalisation sur l ’Iur !
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RESEAU D ’ACCES - Les constituantsRESEAU D ’ACCES - Les constituants Notions différentes de RNC
RNC1RNC1 RNC2RNC2IurIur
Node B1Node B1Node B2Node B2
DEPLACEMENTDEPLACEMENT
SRNCSRNC CRNC CRNC (Node (Node B2)B2)
![Page 94: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/94.jpg)
RESEAU D ’ACCES - Les constituantsRESEAU D ’ACCES - Les constituantsNODE B
Rôle principal: Assurer les fonctions de réception et de transmission radio pour une ou plusieurs cellules
Equivalent de la BTS en GSM/ Nom donné à une station de base
Effectue les procédures de la couche physique:ModulationEtalement de spectreContrôle de puissanceAdaptation de débitPrincipe de RAKESupporte les modes FDD et TDD
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RESEAU D ’ACCES - Les constituantsRESEAU D ’ACCES - Les constituants
LES INTERFACES
Iu (RNC - MSC/SGSN):- Gestion des RAB (allocation, libération et modification)- Relocalisation du SRNC- Fonctions de sécurité- Paging- Réinitialisation du RNC ou du MSC- Transfert de signalisation
Equivalent aux interfaces A et Gb GSM
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RESEAU D ’ACCES - Les constituantsRESEAU D ’ACCES - Les constituants
LES INTERFACES
Iub (RNC - Node B):- Gestion des liens radio- Gestion des mesures radio- Contrôle de puissance
Equivalent à l ’interface Abis GSM
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RESEAU D ’ACCES - Les constituantsRESEAU D ’ACCES - Les constituants
LES INTERFACES
Iur (RNC - RNC):- Echange de signalisation- Gestion des liens radio (notamment procédure de macrodiversité)- Gestion des mesures radio- Contrôle de puissance
Pas d ’équivalent en GSM
![Page 98: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/98.jpg)
LE ROLE DE L ’ATMLE ROLE DE L ’ATM
ATM: Asynchronous Transfert Mode
Technique de transmission combinant les avantages:
- du mode circuit (débit et délai de transmission garantis)
- du mode paquet (possibilité de gains statistiques liés au multiplexage de différents usagers à profil de trafic différent)
![Page 99: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/99.jpg)
LE ROLE DE L ’ATMLE ROLE DE L ’ATM
Mode de transfert dans les réseaux RNIS Large Bande
Possibilité de support de trafic avec des débits variables
Possibilité de préserver la qualité de service des médias véhiculés
En UMTS: transport des interfaces Iu, Iub et Iur
S ’appuie sur des standards des couches physiques déjà définis: FO, SDH
![Page 100: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/100.jpg)
PRINCIPES DE L ’ATMPRINCIPES DE L ’ATM
GSM : Mode de transfert synchrone tramé
ATM : Support de transmission également tramé mais intervalles de temps utilisables par n ’importe quel usager
Cellule de taille fixe (53 octets) et marquage des informations transmises (en-tête de cellule 5 octets)
Mode connecté avec soit :
• Echange de signalisation (circuit virtuel/ commuté) Conduit virtuel
• Connexions permanentes (circuit virtuel permanent) Circuit virtuel
Mécanisme d ’adressage VPI/VCI
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PRINCIPES DE L ’ATMPRINCIPES DE L ’ATM Gestion de la qualité de service (couche AAL ATM Adaptation Layer)
• 5 types d ’AAL proposées par l ’ATM en fonction de la QOS requise par l ’usager
• En UMTS, 2 couches d ’AAL utilisées : AAL 2 / AAL 5
• AAL2 : Applications sensibles au délai de transmission Transport de paquets de petite taille Données usager des interfaces Iub, Iur et Iu (cs) transportées
• AAL5 : Applications peu sensibles au délai de transmission Transport de paquets de taille variable Signalisations des interfaces Iu, Iub et Iur et données Iu (PS)
transportées
![Page 102: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/102.jpg)
PROCEDURES DE SECURITEPROCEDURES DE SECURITE
3 procédures proposées en UMTS :
Authentification• Vérifier l ’identité du client• Authentification du réseau par le mobile• Génération des clés de chiffrement et d ’intégrité• Géré par MSC/VLR (CS) et le SGSN (PS)
Chiffrement• Assurer la confidentialité des données transférées sur
le canal radio• Géré par RNC
![Page 103: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/103.jpg)
PROCEDURES DE SECURITEPROCEDURES DE SECURITE
Intégrité
• Nouveau mécanisme par rapport au GSM• Appliquée à la signalisation échangée entre mobile et
réseau (CS et PS)• Permet à l ’entité réceptrice d ’authentifier
l ’émetteur et d ’assurer que le message reçu n ’a pas été altéré ou falsifié au cours de la transmission
• Géré par RNC
![Page 104: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/104.jpg)
UMTS – HSDPA
Le HSDPA : High Speed Downlink Packet Access
Fonctionnalité issue de la release 5 :
- qui permet une évolution du WCDMA existant
- qui propose un débit maximal descendant de 10 Mbit/s (plus grande flexibilité dans l’allocation des ressources), 3,6 Mbit/s en pratique.
![Page 105: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/105.jpg)
UMTS – HSDPA
Hybrid ARQ (Automatic Repeat reQuest)
Permet d’améliorer les transmissions en mode paquet, par l’émission à la demande du récepteur de redondance incrémentale (ce principe avait été introduit par l’EDGE).
![Page 106: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/106.jpg)
UMTS – HSDPA
Alternatif Très Haut Débits = TDD
- Rayon de couverture du TDD fortement réduit. Analogie couche microcellulaire en GSM
- Peu soutenu par les constructeurs d’infrastructure UMTS. Seul Siemens est moteur.
- Brouillages possibles entre les bandes TDD et FDD
- Aucune visibilité sur des terminaux TDD.
Probabilité incertaine d’un essor du TDD en Europe
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UMTS – HSDPA
Fonctionnalité HSPDA:
- poussée par les opérateurs (notamment Vodafone)
- motivée par la concurrence technologique des marchés américains et asiatiques :
§ Concurrence au Japon : Foma (W-CDMA), J-Phone/Vodafone (W-CDMA) et KDDI (CDMA)
§ Concurrence aux Etats-Unis : Verizon/Vodafone (CDMA), Cingular (EDGE/W-CDMA), AT&T (EDGE/W-CDMA) et Nextel (CDMA et iDEN)…
§ Pour l’Europe, il n’y a pas concurrence sur les technologies, du moins pas entre CDMA et W-CDMA.
![Page 108: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/108.jpg)
UMTS – HSDPA
Reprise des évolutions de l’Edge…
A. Introduction d’une nouvelle modulation 16 QAM, en complément de la modulation downlink actuelle, QPSK (pas fait au début ?)
B. Modulation adaptative c’est à dire que le réseau contrôle en permanence le lien avec le mobile et adapte la modulation (16 QAM ou QPSK) à la qualité de ce lien.
C. Introduction de nouveaux codages en fonction des conditions radio.
D. Hybrid ARQ qui permet d’améliorer la transmission en incrémentant la redondance des informations.
E. Intelligence du Réseau décentralisée dans le Node B ce qui améliore fortement la réactivité.
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UMTS – HSDPA
§ 5 fois plus de débit descendant (1 Mbit/s en nominal x3).
Débit montant inchangé (110 Kbit/s)
§ Réactivité (latence) inférieure à 100 ms (< 300 ms FDD)
§ Disponibilité 2007
![Page 110: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/110.jpg)
UMTS – HSUPA
- High-Speed Uplink Packet Access
- Porte le débit montant (- Porte le débit montant (UplinkUplink) à 5,8 Mbit/s ) à 5,8 Mbit/s théorique (1,4 à 3,6 Mbit/s en pratique)théorique (1,4 à 3,6 Mbit/s en pratique)
-Première communication HSUPA en France en Première communication HSUPA en France en Septembre 2007 sur le réseau Septembre 2007 sur le réseau SFR avec le concours avec le concours de l'équipementier de l'équipementier Alcatel-Lucent. .
- Déploiement de cette technologie au premier - Déploiement de cette technologie au premier semestre 2008.semestre 2008.
- Le futur de HSUPA sera le - Le futur de HSUPA sera le HSOPA (High Speed (High Speed OFDM Packet Access) sur lequel le Packet Access) sur lequel le 3GPP travaille travaille actuellement. actuellement.
![Page 111: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/111.jpg)
CONCLUSIONCONCLUSION
GSM F/TDMA Interface radio en couches (+ ou - complexe)
Distinction équipement circuit / paquet
Handover Compromis marginal trafic
- couverture (coupleur) DL Contrôle de puissance
marginal Mesures radio normalisées
UMTS CDMA Interface radio en couches
(inspiration GPRS niveau 2 + GSM niveau 3
Distinction équipement circuit paquet (Tout IP => release 4/5)
Soft handover + interface IUR Compromis trafic- couverture
(cell Breathing) UL Contrôle de puissance
prépondérant Mesures radio ouvertes
(gestion mobilité)
COMPARATIF GSM / UMTS
![Page 112: U M T S Frédéric D Hont. S O M M A I R E ï ï Présentation du Contexte ï ï L interface Radio Méthodes d accès CDMA Les canaux / Notions de QOS / La couche](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062303/551d9da5497959293b8d6e28/html5/thumbnails/112.jpg)
CONCLUSIONCONCLUSION
GSM Interface Abis propriétaire BTS BSC Mode de transfert
synchrone Débit 160 kbit/s Localisé
UMTS Interface Iub ouverte Node B RNC Mode de transfert asynchrone Débit 2 Mbit/s ??? Universel ?
COMPARATIF GSM / UMTS
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CONCLUSIONCONCLUSIONPERSPECTIVES
- Refus de l’ARCEP en octobre de l’attribution de Refus de l’ARCEP en octobre de l’attribution de la 4e licence (FREE MOBILE / ILIAD) => la 4e licence (FREE MOBILE / ILIAD) => Gouvernement ?Gouvernement ?
-3G dans les DOM : procédure en cours3G dans les DOM : procédure en cours
-3G dans tout le territoire : demande d’attribution 3G dans tout le territoire : demande d’attribution de fréquences dans la bande des 800 MHzde fréquences dans la bande des 800 MHz
- En zone hyper urbaine : complément avec En zone hyper urbaine : complément avec technologie WI MAX en bande 2,6 GHz ?technologie WI MAX en bande 2,6 GHz ?
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CONCLUSIONCONCLUSIONPERSPECTIVES
Technologie mobile dite de quatrième génération, Technologie mobile dite de quatrième génération, (4G):(4G):
Ultra Mobile Broadband (UMB): Ultra Mobile Broadband (UMB): Qualcomm / LG / Qualcomm / LG / Lucent: basé sur CDMALucent: basé sur CDMA
Long Term Evolution (LTE) : Long Term Evolution (LTE) : évolution à long terme, évolution à long terme, caractéristiques similaires à celles de l'UMB de caractéristiques similaires à celles de l'UMB de Qualcomm, compatible avec les réseaux de type GSM. Qualcomm, compatible avec les réseaux de type GSM.
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CONCLUSIONCONCLUSIONPERSPECTIVES
Compétition entre LTE et WiMAXCompétition entre LTE et WiMAX
Nextel, Nextel, troisième opérateur de téléphonie mobile des Etats-Unis : troisième opérateur de téléphonie mobile des Etats-Unis : 5 milliards de dollars à un réseau 5 milliards de dollars à un réseau WiMAXWiMAX (BusinessWeek.com, (BusinessWeek.com, 03/09/07), cible 100 millions d'Américains auront accès d'ici à la fin 03/09/07), cible 100 millions d'Américains auront accès d'ici à la fin de l'année 2008.de l'année 2008.
Verizon Wireless, Verizon Wireless, le numéro deux des opérateurs mobiles le numéro deux des opérateurs mobiles américains, envisage de choisir leaméricains, envisage de choisir le LTE, LTE, qui a le soutien qui a le soutien d'Ericsson d'Ericsson et de Nokia. AT&T / T-Mobile. et de Nokia. AT&T / T-Mobile.
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CONCLUSIONCONCLUSIONPERSPECTIVES
WiMAX mobile : WiMAX mobile :
Samsung en Corée, affirme que cette technologie est si Samsung en Corée, affirme que cette technologie est si performante qu'il n'y aura pas besoin de LTE. performante qu'il n'y aura pas besoin de LTE.
Vitesse moyenne se rapproche plus de Vitesse moyenne se rapproche plus de 30 mégabits.30 mégabits.
Moins coûteux à mettre en service que la technologie mobile 3GMoins coûteux à mettre en service que la technologie mobile 3G
CiscoCisco, a scellé son entrée dans le cercle du WiMAX récemment en , a scellé son entrée dans le cercle du WiMAX récemment en annonçant son intention d'acheter, pour la somme de 330 millions annonçant son intention d'acheter, pour la somme de 330 millions de dollars (228 millions d'euros), de dollars (228 millions d'euros), Navini NetworksNavini Networks, un , un équipementier WiMAX détenteur de brevets cruciaux. équipementier WiMAX détenteur de brevets cruciaux.
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CONCLUSIONCONCLUSIONPERSPECTIVES
Novembre 2007 : Novembre 2007 :
le WiMAX a remporté une victoire significative quand l'Assemblée le WiMAX a remporté une victoire significative quand l'Assemblée des radiocommunications de l'Union internationale des des radiocommunications de l'Union internationale des télécommunications (UIT), une branche de l'Onu, a accepté de télécommunications (UIT), une branche de l'Onu, a accepté de l'intégrer dans ce qu'on appelle la famille de la troisième l'intégrer dans ce qu'on appelle la famille de la troisième génération des standards de téléphonie portable (3G).génération des standards de téléphonie portable (3G). Cet Cet aval permettra à de nombreux pays membres de l'UIT de consacrer aval permettra à de nombreux pays membres de l'UIT de consacrer une une partie des ondes de la radio publique au WiMAX. partie des ondes de la radio publique au WiMAX.
IntelIntel, le plus grand fabricant au monde de puces, prévoit d'intégrer , le plus grand fabricant au monde de puces, prévoit d'intégrer cette technologie aux ordinateurs portables en 2008. Samsung a cette technologie aux ordinateurs portables en 2008. Samsung a déjà dévoilé plusieurs appareils WiMAX ; déjà dévoilé plusieurs appareils WiMAX ; NokiaNokia et et MotorolaMotorola ont ont annoncé qu'ils comptaient aussi commencer à vendre des appareils annoncé qu'ils comptaient aussi commencer à vendre des appareils mobiles utilisant cette technologie en 2008.mobiles utilisant cette technologie en 2008.
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CONCLUSIONCONCLUSIONPERSPECTIVES
Le WiMAX s'implante également dans les Le WiMAX s'implante également dans les pays en voie de pays en voie de développement.développement. La technologie est adoptée rapidement par les La technologie est adoptée rapidement par les opérateurs dans des marchés qui connaissent une croissance opérateurs dans des marchés qui connaissent une croissance rapide, comme le rapide, comme le Brésil, la Chine, l'Inde et la Russie. Brésil, la Chine, l'Inde et la Russie.
ClearwireClearwire, une entreprise très en vue, fondée en 2003 par Craig , une entreprise très en vue, fondée en 2003 par Craig McCaw, pionnier du sans-fil, a rejoint Sprint pour partager le risque McCaw, pionnier du sans-fil, a rejoint Sprint pour partager le risque encouru en fournissant le encouru en fournissant le WiMAX aux Etats-UnisWiMAX aux Etats-Unis. Il a également . Il a également lancé des services en Europe et suggéré qu'il comptait s'implanter lancé des services en Europe et suggéré qu'il comptait s'implanter en Asie et en Amérique du Sud.en Asie et en Amérique du Sud.
"Au moment où le WiMAX est une réalité commerciale, le LTE en "Au moment où le WiMAX est une réalité commerciale, le LTE en est toujours au stade du standard."est toujours au stade du standard."
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CONCLUSIONCONCLUSIONPERSPECTIVES
Bémol:Bémol:
Le Suédois Le Suédois EricssonEricsson, numéro 1 des équipementiers télécoms, a , numéro 1 des équipementiers télécoms, a déclaré que contrairement à ses collègues, il ne fabriquerait pas de déclaré que contrairement à ses collègues, il ne fabriquerait pas de matériel WiMAX ; selon lui, celui-ci n'est matériel WiMAX ; selon lui, celui-ci n'est pas optimisé pour des pas optimisé pour des appels vocaux mobiles. appels vocaux mobiles.
A suivre A suivre ??????