Soutenance mémoire
Les buts de la 4G
La 4ème génération vise à améliorer l’efficacité spectrale et à augmenter la capacité de gestion du nombre de mobiles dans une même cellule. Elle tente aussi d’offrir des débits élevés en situation de mobilité et à offrir une mobilité totale à l’utilisateur en établissant l’interopérabilité entre différentes technologies existantes. Elle vise à rendre le passage entre les réseaux transparent pour l’utilisateur, à éviter l’interruption des services durant le transfert intercellulaire, et à basculer l’utilisation vers le tout-IP. [1] Les principaux objectifs visés par les réseaux de 4ème génération sont les suivants :
– Assurer la continuité de la session en cours.
– Réduire les délais et le trafic de signalisation.
– Fournir une meilleure qualité de service.
– Optimiser l’utilisation des ressources.
– Réduire le délai de relève, le délai de bout-en-bout, la gigue et la perte de paquets.
– Minimiser le coût de signalisation.
L’augmentation du nombre d’abonnés actifs simultanément
L’amélioration de la performance au niveau des bords des cellules, par exemple pour le sens descendant DL 2×2 MIMO au moins 2,40 bps / Hz / cellule. Les principales nouvelles fonctionnalités introduites dans la LTE-Advanced sont la Carrier Aggregation (C.A), une meilleure utilisation des techniques multi-antennes et le soutien pour les nœuds relais (RN). [7]
Les nœuds relais
Un relais est utilisé effectivement pour faire la réception, la démodulation, le décodage des données, et la correction d’erreur, etc, pour ensuite retransmettre de nouveau le signal. De cette façon, la qualité du signal est améliorée grâce à un relais LTE, plutôt que de subir la dégradation d’un signal réduit par rapport au bruit lors de l’utilisation d’un répéteur. Pour un relais LTE, les équipements utilisateurs communiquent avec le nœud de relais, qui à son tour communique avec une eNB donneur. Le relais LTE est un relais fixe d’infrastructure sans connexion filaire backhaul, qui relie les messages entre la station de base (BS) et des stations mobiles (MS) par la communication multisauts. Il y a un certain nombre de scénarios où les relais LTE seront avantageux.
Augmenter la densité du réseau: les nœuds du relais LTE peuvent être déployés très facilement dans des situations où l’objectif est d’accroître la capacité du réseau en augmentant le nombre d’eNBs pour assurer de bons niveaux de signal qui sont reçus par tous les utilisateurs. Les Relais LTE sont faciles à installer car ils ne nécessitent pas de backhaul séparé et ils sont de petite taille leur permettant d’être installés dans de nombreux domaines pratiques, par exemple sur les réverbères, sur les murs, etc.
Extension de la couverture du réseau: les relais LTE peuvent être utilisés comme une méthode pratique de remplissage de petits trous dans la couverture. Sans avoir besoin d’installer une station de base terminée, le relais peut être installé rapidement afin qu’il remplisse la tache noire de couverture.
Déploiement rapide du réseau: Sans avoir installé de backhaul, on peut installer de grandes antennes et des relais LTE peuvent fournir une méthode très facile d’extension de la couverture au cours de la mise en place rapide d’un réseau. Il y a aussi la possibilité d’installer d’autres eNBs dans le cas de l’augmentation du volume de trafic.
Downlink LTE CoMP
La liaison descendante LTE CoMP nécessite une coordination dynamique entre plusieurs eNBs géographiquement séparées pour faire la transmission à l’UE. Les deux formats CoMP a eu la liaison descendante: Les systèmes de traitement sont communs pour la transmission en liaison descendante. Dans ce cas, les données sont transmises à l’UE en même temps à partir d’un nombre d’eNBs différentes. L’objectif est d’améliorer la qualité du signal reçu et la force. Elle peut aussi avoir pour but d’annuler activement l’interférence de transmissions qui sont destinés aux autres UEs. Cette forme de coordonnée multipoint accorde une grande demande sur le réseau, car les données à transmettre à l’UE a besoin d’être envoyé à chaque eNB qui va lui aussi la transmettre à l’UE. Cela peut facilement doubler ou tripler la quantité de données dans le réseau qui dépend du nombre d’eNBs responsables de l’envoi des données. En plus, le traitement de données conjointes doivent être envoyé entre toutes les eNBs actives dans le domaine CoMP. Planification de coordonnée et la formation de faisceau beamforming: ce concept est décrit comme suit, les données d’un seul UE sont transmises d’un eNB et les décisions de planification ainsi que les faisceaux sont coordonnés pour contrôler l’interférence qui peut être générée. L’avantage de cette approche est que les exigences de coordination au sein du réseau backhaul sont considérablement réduites pour deux raisons: UE n’a pas besoin d’avoir la liaison de plusieurs eNBs, et en plus doit être dirigé vers une eNB Seules les décisions de planification et les détails des faisceaux qui doivent être coordonnés entre plusieurs eNBs.
Les fonctionnalités de l’Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network
L’E-UTRAN est le seul responsable de la gestion radio du réseau LTE. Quand l’UE est sous tension, l’eNodeB est responsable de la gestion des ressources radio à savoir qu’il doit faire la commande radio au porteur, le contrôle d’admission radio, l’allocation de la liaison montante et de la liaison descendante de l’UE, etc. Quand un paquet venant de l’UE arrive à l’eNodeB, l’eNodeB doit compresser l’en-tête IP et crypter le flux de données. Il est également responsable de l’ajout d’un en-tête à la charge utile et de l’envoyer à la SGW. Avant que les données soient effectivement transmises, le plan de commande doit être établi. L’eNB est responsable de choisir un MME utilisant la fonction de sélection MME. La QoS est prise en charge par l’eNB car elle est seule entité à la radio. D’autres fonctionnalités comprennent l’ordonnancement et la transmission des messages de radio messagerie, la diffusion des messages et les renforts de taux de niveau de support sont également effectuées par l’eNB [11].
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 LA TECHNOLOGIE LTE ET LTE–ADVANCED
1.1 Introduction
1.2 La technologie LTE
1.2.1 Généralités sur la technologie LTE
1.2.2 Les buts de la 4G
1.2.3 Architecture
1.3 La technologie LTE-ADVANCED
1.3.1 Introduction
1.3.2 L’augmentation du nombre d’abonnés actifs simultanément
1.3.3 La Carrier Aggregation
1.3.4 Le Multiple Input Multiple Output ou multiplexage spatial
1.3.5 Les nœuds relais
1.3.6 Coordinated Multipoint Transmission ou Opération Multi Point coordonnée
1.4 Comparaison entre les réseaux 3G et 4G
1.5 Conclusion
CHAPITRE 2 LES ASPECTS DE LA TECHNOLOGIE LTE
2.1 Introduction
2.2 Les exigences pour le LTE
2.2.1 La capacité en nombre d’utilisateurs simultanés
2.2.2 L’efficacité spectrale cellulaire
2.2.3 Les débits
2.2.4 La latence
2.2.5 L’agilité en fréquence
2.2.6 La mobilité
2.3 L’interface radio du LTE
2.3.4 Le mode de duplexage
2.3.5 La méthode d’accès
2.3.6 La technologie Multiple Input Multiple Output en LTE
2.3.7 Les canaux
2.3.8 Structure de la trame de l’interface radio
2.3.9 L’allocation de ressource en LTE
2.4 Les services offerts par le LTE
2.5 La qualité de services
2.6 Cohabitation et compatibilité avec les générations intérieures
2.7 Conclusion
CHAPITRE 3 LA GESTION DE LA QUALITE DE SERVICE DU RESEAU LTE
3.1 Introduction
3.2 Les fonctionnalités de l’Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network
3.3 Les Key Performance Indicators
3.3.1 L’Accessibilité
3.3.2 La retainability
3.3.3 L’intégrité
3.3.4 La disponibilité
3.3.5 La mobilité
3.3.6 Utilisation des matériels
3.4 Les principes du Drive Test
3.4.1 Les améliorations apportées au Radio Access Network
3.4.2 Mesures de la QoS dans le réseau cellulaire
3.4.3 Résultats obtenus après un drive-test sur la ville d’Antananarivo
3.5 Conclusion
CHAPITRE 4 LA PERFORMANCE ET L’OPTIMISATION DU RESEAU LTE
4.1 Introduction
4.2 La performance de réseau LTE
4.2.1 La gestion de la performance
4.2.2 L’audit des paramètres par défaut
4.2.3 Les différentes optimisations apportées à un réseau LTE
4.3 L’optimisation de la technologie LTE vers le LTE-Advanced
4.3.1 Les bases de la Carrier Aggregation LTE
4.3.2 Les aspects des fréquences radio de l’agrégation des porteuses
4.3.3 Les largeurs de bande des Composantes spectrales
4.4 Conclusion
CHAPITRE 5 SIMULATION DE LA PERFORMANCE DE LA CARRIER AGGREGATION CONTIGUE
5.1 Introduction
5.2 Scénarios de Carrier Agrégation
5.2.1 La Carrier Aggregation intra-bande contiguë
5.2.2 La Carrier Aggregation intra-bande non contiguës
5.2.3 La Carrier Aggregation inter-bande non-contiguës
5.3 Méthodologie de l’algorithme utilisé
5.4 Simulation de l’Agrégation des porteuses
5.4.1 Simulation de deux composantes spectrales contiguës de bande passante différente
5.4.2 Simulation des composantes spectrales intra-bandes contiguës
5.4.3 Simulation de l’augmentation du débit par l’augmentation de la bande passante
5.5 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
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