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GENERALITES SUR LE RESEAU MOBILE 4EME GENERATION
Les réseaux des opérateurs mobiles ont été conçus initialement pour le trafic de la voix. Progressivement, la nature du trafic a évolué vers des services plus complexes de données tels que les SMS, l’accès Internet ou encore la télévision mobile. Les équipementiers ainsi que les opérateurs mobiles ont su accompagner cette évolution en introduisant de nouveaux types de modulations et de technologies d’accès et technologies de réseau. Cependant, l’évolution au cours de la dernière décennie est sans aucune commune mesure comparée au tsunami du besoin en bande passante déclenché notamment par la généralisation des abonnements data mobiles et notamment avec un usage du vidéo streaming pour mobile depuis les smartphones. L’introduction de la 4G a donc été anticipé par les opérateurs afin de mieux contrôler cette évolution des usages dans un monde mobile tout IP. Le but de ce tutoriel est de présenter l’évolution des réseaux mobiles vers la 4G.
La 4ème génération des réseaux mobiles
Présentation de la quatrième génération
C’est une norme de téléphonie mobile succédant à la 3G. La spécificité de la 4G par rapport aux réseaux cellulaires précédents est le passage à une structure IP (Internet Protocol) ,pour le transport des communications vocales et des SMS (Short Message Service) sous forme de paquets de données, et de ne plus offrir de mode commuté (établissement d’un circuit pour transmettre un appel « voix »), ce qui signifie que les communications téléphoniques utilisent la voix sur IP (en mode paquet). Il offre un passage sans interruption de service entre plusieurs points d’accès radio. Le réseau 4G, à la convergence de plusieurs réseaux, ne devrait pas provoquer de rupture technologique avec le réseau 3G (UMTS ou Universal Mobile Telecommunications System). Où qu’il soit, l’utilisateur peut accéder à toutes ses données (dont la vidéo, gourmande en ressources de transfert), vers différents types de récepteurs : téléphones portables, tablettes… La 4G accompagne l’avènement des smartphones et le développement de nouveaux usages fortement consommateurs de données numériques et de bande passante : visiophonie, lecture de vidéo ou de musique en streaming, jeu vidéo en ligne, applications géolocalisées, partage de contenus, etc.
Les conditions techniques pour réaliser la quatrième génération de mobiles
Afin de répondre aux différents besoins des utilisateurs, la quatrième génération de mobiles doit satisfaire les conditions techniques suivantes :
● La majorité de personnes peut accéder à la voix ou aux bases de données de services qui sont fournis par les réseaux mobiles (ceci exige une gestion de ressources efficaces).
● Le réseau mobile peut être attaché entièrement à l’Internet en raison de son concept de base, de cette façon, la technologie IP serait employée par le réseau mobile (exemple : voice over IP ou VoIP).
● Le réseau peut s’auto-organiser (il contrôle plusieurs backbones et il utilise le meilleur).
● Le système peut maintenir les paramètres de QoS (quality of services).
● Le paramètre de la disponibilité de communication dans le réseau doit converger vers 100%.
● Une interface universelle de software/hardware pourrait être normalisée ce qui devrait faciliter le développement de nouveaux services sans aucun problème.
La technologie 4G LTE
Généralités
Le LTE (Long Term Evolution) est une évolution des normes de téléphonie mobile GSM/EDGE, CDMA2000, TD-SCDMA et UMTS. La norme LTE, définie par le consortium 3GPP (3rd Generation Partnership Project) , a d’abord été considérée comme une norme de troisième génération « 3.9G » (car proche de la 4G), spécifiée dans le cadre des technologies IMT-2000, car dans les « versions 8 et 9 » de la norme, elle ne satisfaisait pas toutes les spécifications techniques imposées pour les normes 4G par l’Union internationale des télécommunications(UIT). La norme LTE n’est pas figée, le consortium 3GPP la fait évoluer en permanence (en général une nouvelle version tous les 12 à 18 mois). En octobre 2010, l’UIT a reconnu la technologie LTE-Advanced (évolution de LTE définie par le 3GPP à partir de sa release 10) comme une technologie 4G à part entière .
Théoriquement, le LTE peut atteindre un débit de 50 Mb/s en lien montant et 100 Mb/s en lien descendant. En réalité, l’ensemble de ce réseau s’appelle EPS (Evolved Packet System), et il est composé des deux parties :
❖ Le réseau évolué d’accès radio LTE.
❖ Le réseau cœur évolué appelé SAE (System Architecture Evolution).
Le seul inconvénient de cette nouvelle technologie est l’installation de ses nouveaux équipements qui sont différents de ceux des normes précédentes, et le développement des terminaux adaptés.
Accès radio LTE
Pour offrir des débits élevés le LTE emploi la technologie OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) dans le sens descendant, et le SC-FDMA (Single Carrier – Frequency Division Multiple Access) dans le sens montant [1]. Le LTE respecte les délais requis par le trafic tempsréel. Le LTE respecte les délais requis par le trafic temps-réel. Cette technologie prend en charge la mobilité des utilisateurs en exécutant le Handover à une vitesse allant jusqu’à 350 km/h. Le LTE a pris en charge l’interconnexion et l’interopérabilité avec les normes 2G et 3G, et les réseaux CDMA-2000. Contrairement à la 3G qui nécessite d’allouer une bande de fréquence de 5 MHz, le LTE propose plusieurs bandes de fréquences allant de 1.25 jusqu’à 20 MHz. Cela lui permettra de couvrir de grandes surfaces .
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 GENERALITES SUR LE RESEAU MOBILE 4EME GENERATION
1.1 Introduction
1.2 La 4ème génération des réseaux mobiles
1.2.1 Présentation de la quatrième génération
1.2.2 Les conditions techniques pour réaliser la quatrième génération de mobiles
1.3 La technologie 4G LTE
1.3.1 Généralités
1.3.2 Accès radio LTE
1.3.3 Les caractéristiques d’un réseau 4G LTE
1.4 Architecture d’un réseau LTE
1.4.1 UE ou User Equipement
1.4.2 La partie radio eUTRAN
1.4.3 Le réseau cœur
1.5 Architecture de protocole LTE
1.5.1 Plan usager
1.5.2 Plan de contrôle
1.6 Handover
1.6.1 Les phases du handover
1.6.2 Le handover au sein du système LTE
1.7 Conclusion
CHAPITRE 2 OPTIMISATION D’UN RESEAU LTE
2.1 Introduction
2.2 Processus d’optimisation radios du réseau
2.2.1 Diagramme d’optimisation du réseau
2.2.2 Processus d’optimisation du réseau
2.2.3 Organigramme d’optimisation radio
2.2.4 Préparation à l’optimisation radio
2.2.5 Méthodes d’optimisation du réseau
2.3 Objets d’optimisation radios du réseau
2.3.1 Objets d’optimisation radio LTE
2.3.2 RSRP
2.3.3 SINR
2.3.4 Taux de succès Handover
2.4 Méthode de control de puissance
2.5 Qualité du signal
2.6 Optimisation handover
2.7 Taux de réussite Handover
2.8 Paramètres d’évaluation des performances
2.8.1 Le retard
2.8.2 Nombre de handovers
2.8.3 Débit binaire
2.8.4 Taux d’erreurs binaires
2.8.5 La qualité de connexion des appels
2.8.6 Probabilités de blocage des appels
2.8.7 Probabilité de défaillance des appels (dropping)
2.9 QoS
2.9.1 Définition
2.9.2 But de la QoS
2.9.3 Qualité de service dans le réseau 4G
2.10 Conclusion
CHAPITRE 3 RESEAUX AUTO-ORGANISANTS (SON)
3.1 Introduction
3.2 Définition
3.3 Architecture et catégories
3.3.1 Architectures
3.3.2 Catégories
3.3.3 Spécification 3gpp SON
3.4 Objectif et finalité
3.4.1 Motifs de l’automatisation
3.4.2 Evolution des techniques SON
3.4.3 Exigences techniques des algorithmes SON
3.4.4 Exigences commerciales
3.4.5 Critères d’évaluation des réseaux auto-organisés
3.5 Fonctionnement et opérations
3.5.1 Fonctions pour L’auto-configuration
3.5.2 Fonctions pour l’auto-optimisation
3.5.3 Fonctions pour l’auto dépannage « Self-Healing »
3.6 Avantages et limites
3.6.1 Avantages
3.6.2 Limites
3.7 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
