STRUCTURE DE LA TRAME GSM

STRUCTURE DE LA TRAME GSM

Le GPRS / EGPRS

Présentation du GPRS ( Global Packet Radio Service)

Le GPRS était un nouveau standard de transmission de données pour les téléphones mobiles avec des débits théoriques allant jusqu’à 171.2 bits/s (21.4 * 8 = 171.2 kbps), mais qui ne seront en pratique que de 20 à 40 kbpss. Con trairement au GSM qui utilise la commutation de circuits, le GPRS exploite la commutation de paquets, autorisant un débit par time slot compris entre 9.05 et 21.4 kbits/s selon la qualité de la liaison radio et le schéma de codage implémenté .
Le déploiement du GPRS nécessite la mise en place ‘uned infrastructure réseau basée sur la commutation de paquets et l’introduction de passerelles pour s’adosser aux réseaux GSM existants.

Atouts GPRS

GPRS Vs GSM

Parmi les avantages qu’apporte le GPRS par rapport au GSM on distingue
• Des débits élevés Les débits proposés par GPRS sont supérieurs au ébitd de 9,6 kbit/s offert par GSM pour le transfert de données et atteignent un débit théorique maximal de 171,2 kbits/s.
• Une connexion permanente Le temps d’établissement de session GPRS et l’accès au service est plus court qu’avec GSM. Alors que le GSM actuel fonctionne en mode « connecté », appelé également mode « circuit », le GPRS utilise pour sa part le mode de connexion virtuel. En mode « virtuel » l’IT est partagé entre un certain nombre d’utilisateurs.
• Un support pour de nouveaux services La navigation sur Internet à partir d’un portable ou d’un PDA, l’envoi et la réception de photos ou cartes postales ou de séquences vidéo, l’usage des groupes de discussions, la télémétrie…
• Une intégrité du transfert des donnéesLes données de l’usager sont encodées avec des redondances afin d’améliorer la résistance auxmauvaises conditions radio. GPRS définit quatre schémas de codage, CS1 à CS4.
• Des mécanismes de sécurité sophistiquésLorsqu’une station mobile tente d’initier une session GPRS, elle est authentifiée grâce à des clés d’authentification et des calculs réalisés par la carte SIM et l’AuC.

Architecture GPRS

Sur la figure suivante nous retrouvons l’architecture du GSM à laquelle s’ajoute un module PCU au niveau du BSC, et des entités pour véhiculerle traffic de données dans un sous système GPRS.

MS (Mobile Station)

Une station mobile GPRS peut fonctionner dans l’une des classes suivantes
Classe A L’usager mobile peut disposer simultanément d ’un service GPRS et d ’une communication téléphonique.
Classe B Un mobile GPRS classe B peut s’enregistrer auprès d’un MSC/VLR et d’un SGSN simultanément afin de pouvoir disposer des services GSM et GPRS
Classe C L’usager doit positionner son mobile soit en mode GSM, soit en mode GPRS. En mode GSM, il a accès à toutes les fonctionnalités d’un terminal GSM

PCU ( Packet Control Unit)

Le PCU permet de contrôler les transferts de don nées en mode paquet GPRS. Il dirige le trafic de données vers le réseau GPRS est responsable du découpage des paquets et de leurréassemblage contrôle le trafic data, ex le contrôle d’accès contrôle le canal radio, ex le contrôle d’alimentat ion.

SGSN (Service GPRS Support Node)

Cette entité se charge des services de transmissions de données entre les stations et le réseau.Elle
Authentifie les stations mobiles GPRS ;
Prend en charge l’enregistrement des stations mobiles au réseau GPRS (attachement) ;
Prend en charge la gestion de la mobilité des stations mobiles ;
Relaie les paquets de données de la station mobile au réseau externe ou ceux du réseau à la station mobile ;
Collecte les données de taxation de l’interface air.

GGSN (Gateway GPRS Support Node)

L’entité GGSN joue le rôle d’interface à des réseaux de données externes. Elle décapsule des paquets GPRS provenant du SGSN les paquets de données émis par le mobile et les envoie au réseau externe correspondant. Elle
Joue le rôle d’interface aux réseaux externes de type IP ou X.25
Route les paquets émis par la station mobile à la destination appropriée. Filtre le trafic usager…

Les Shémas de Codage

Le débit utilisateur maximum offert par le GPRSest de 22.2 kbps , 12 kpbs réservés pour la transmission de données et 10.2 kbps pour les bits de codage.
Les Shémas de Codage sont attribués par le BSC auxstations mobiles selon le taux d’interférence et la quantité de bruit détectés âcegr au Link Adaptation Protocol, ils consistent en l’ajout de bits de redondance sur les bits de données pour la protection contre les interférences, et tant que la protection des données augmente, le débit diminue comme montré la figure suivante
Figure 4 Schémas de codage du GPRS

Les limites du GPRS

Bien que le GPRS apporte une réelle avancée dansle monde de l’Internet mobile, il existe des limites La première est que le débit éelr observé est très inférieur à celui annoncé dans les spécifications du protocole et également, le coût de la mise en place de l’infrastructure GPRS.
Un autre souci est également pour certains opérateurs GSM la saturation des fréquences GSM. En effet, avec le GPRS, si le volume du trafic augmente, la vitesse diminue, il faut donc que le nombre de nœuds GPRS augmente afin que l’efficacité du réseau augmente également. De plus, avec l’arrivée des nouvelles echnologiest (3G, 4G), les opérateurs de téléphonie mobile hésitaient à investir dans une technologie qui a été dépassée.

Le EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution)

L’EDGE a été développé pour les opérateurs deseauxré mobiles n’ayant pas de licences UMTS. Il ne demande qu’une mise à niveau du réseau GSM sans changement de l’infrastructure, tout en offrant un débit multiplié par 2 à 3 par rapport au GPRS.
L’EDGE permet d’augmenter le trafic moyen offert d ans la cellule. Elle fait correspondre à chaque condition radio le schéma de modulation et de codage MCS (Modulation Code Scheme) le plus approprié en regard de la qualité ed service requise sur la liaison. En effet l’EDGE a introduit de nouveaux MCS (9 schémas de codage) et une nouvelle modulation linéaire à huit états appelée 8-PSK, qui permet demultiplier par un facteur 3 le débit bit en ligne. La figure 5 montre les schémas de codage duGPRS et les schémas de modulation et de codage du EGPRS avec les débits y correspondantsFigure 5Les schémas de codage du EGPRS

Ajouts pour l’architecture du EDGE

Figure 6L’architecture du EDGE
Comme montré sur la figure ci-dessus, de nouveaux protocoles ont été ajoutés sur les stations mobiles et BTS du GPRS pour supporter la nouvelles technologie EGPRS.

 Limitations du EDGE

L’EDGE présente plusieurs problèmes techniques
• EDGE utilise une nouvelle modulation 8-PSK qui est moins robuste que la GMSK utilisé pour le GSM et le GPRS( 1 bit par symbole).En effet cette modulation est à enveloppe non constante ce qui impose des conditions sur la linéarité de l’amplificateur de puissance.
• Le débit très important implique une moindre résistance aux trajets multiples, un effet accru de la dispersion, de l’évanouissement de Rayleigh donc une moindre résistance en cas de mobilité.
Enfin, l’EDGE est considéré comme une bonne solution pour les opérateurs n’ayant pas de licences UMTS ou ceux qui souhaitent couvrir des zones rurales à moindre frais. Cette alternative permet de faire des offres grand public satisfaisantes tant en qualité qu’en rapidité, à des coûts évidemment compétitifs et attractifs sans prendre de grands risques financiers.
Cependant, à long terme, le choix de l’UMTS s’impos e comme une solution incontournable pour les grands opérateurs désirant intégrer le développement technologique.

Table des matières

INTRODUCTION GÉNÉRALE
A. ORGANISME D’ACCUEIL
B. CONTEXTE THEORIQUE
A. LES RESEAUX MOBILES 2G ET 3G
I. Le GSM
I.1. INTRODUCTION GSM
I.2 ARCHITECTURE DU GSM
I.3 STRUCTURE DE LA TRAME GSM
I.4 LES CANAUX
II. Le GPRS / EGPRS
II.1 PRESENTATION DU GPRS ( GLOBAL PACKET RADIO SERVICE)
II.2 ATOUTS GPRS
II.3 ARCHITECTURE GPRS
II.4 LES SHEMAS DE CODAGE
II.5 LES LIMITES DU GPRS
II.6 LE EDGE (ENHANCED DATA RATE FOR GSMEVOLUTION)
II.7 AJOUTS POUR L’ARCHITECTURE DU EDGE
II.8 LIMITATIONS DU EDGE
III. Les réseaux mobiles 3G
III.1 METHODES D’ACCES
III.2 COMPARAISON ENTRE LES DEUX MODES FDDWCDMA ET TDD TD-CDMA
III.3 PRINCIPES DE LA TRANSMISSION EN UMTS
III.3 PRINCIPE LE L’ETALEMENT DU SPECTRE
III.4 SERVICES ET APPLICATIONS UMTS
III.5 LES CLASSES DE QUALITES DE SERVICES
III.6 ARCHITECTURE GENERALE DU RESEAU UMTS
III.7 L’INTERFACE RADIO DE L’UTRAN
III.8 RADIO RESSOURCE MANAGEMENTS (RRM) [7]
B. LA TECHNOLOGIE HSDPA
I. INTRODUCTION
II. LES CANAUX RELATIFS A LA TECHNOLOGIE HSDPA[8]
II.1 Le canal HS-DSCH
II.2 Le canal HS- SCCH
II.3 Le canal HS- DPCCH
III. SPECIFICATIONS HSDPA[9]
III.1 Modulation et codage adaptatif (AMC)
III.2. Retransmission rapide
III.3 Ordonnancement rapide
IV. AMELIORATIONS APPORTEES PAR LA RASO6 [7]
IV.1 Le multiplexage de codes (Code multiplexing)
IV.2 48 utilisateurs par cellule
IV.3 Allocation de puissance
IV.4 Paramètre “16kbps Uplink DCH Return Channel ”
IV.5 Gestion de mobilité HSDPA Serving Cell Change
V. CONCLUSION
C. L’OPTIMISATION DU DEBIT UTILISATEUR DANS LA REGION DE TETOUAN POUR LA TECHNOLOGIE HSDPA
I. INTRODUCTION
II. OUTILS D’ANALYSE
II.1 Le logiciel « MapInfo Professional »
II.2 Le logiciel « Nemo »
III. ANALYSE DU DRIVE TEST DE TETOUAN
IV. ANALYSE DES KPI
IV.1. Introduction des KPI
III.2. Les types des KPI [10]
V. CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
RÉFÉRENCES
ANNEXE

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