Système de 1ère génération(1G)

Présentation au sujet: "Système de 1ère génération(1G)"— Transcription de la présentation:

1 Système de 1ère génération(1G)

2 Introduction La première génération de systèmes cellulaires (1G) reposait sur un système de communications mobiles analogiques. Cette génération a bénéficié de deux inventions techniques majeures des années 1970 : le microprocesseur et le transport numérique des données entre les téléphones mobiles et la station de base.

3 Historique Les premiers réseaux téléphoniques cellulaires, connus sous le terme de système de 1ère génération, utilisaient des canaux de trafic analogiques Au début des années 80, le système de 1ère génération le plus répandu en Amérique du Nord a été AMPS (Advanced Mobile Phone Service),développé par AT&T * 2 bandes de 25 Mhz sont allouées à l'AMPS Une bande pour les transmissions des stations de base vers les mobiles, l'autre pour les transmissions des mobiles vers les stations de base * Chacune de ces bandes est divisée en 2 pour encourager la concurrence * Chaque opérateur reçoit donc seulement une bande de 12,5 Mhz dans chaque direction *Les canaux sont espacées de 30 kHz, ce qui autorise un total de 416 canaux par opérateur dont 21 sont dédiés au contrôle

4 Les standards de 1G La première génération de systèmes cellulaires (1G) utilisait essentiellement les standards suivants : AMPS (Advanced Mobile Phone System), lancé aux Etats-Unis, est un réseau analogique reposant sur la technologie FDMA (Frequency Division Multiple Access). NMT (Nordic Mobile Telephone) a été essentiellement conçu dans les pays nordiques et utilisés dans d’autres parties de la planète. TACS (Total Access Communications System), qui repose sur la technologie AMPS, a été fortement utilisé en Grande Bretagne. 

5 Caractéristiques Techniques
Les canaux de contrôle sont des canaux de données opérant à 10 kbit/s Les canaux voix transportent les communications par signaux analogiques modulés en fréquence Bande de transmission de station de base: 869 à 894 MHz Bande de transmission du mobile: 824 à 849 MHz Espacement entre canaux montant et descendant: 45 MHz Largeur de bande d'un canal: 30 kHz Puissance maximale du mobile: 3 W Taille d'une cellule: 2 à 20 km Débit de transmission: 10 kbit/s

6 Les Types de Multiplexage
FDMA (Multiplexage en fréquence) Technique purement analogique Chaque utilisateur est alloué à une fréquence (porteuse)différente TDMA (Multiplexage temporelle) Technique associée à FDMA Différents canaux sont multiplexés dans une seule fréquence par la sous-division de celle-ci en créneaux

7 Système de 2ème génération(2G)

8 GSM = Global System for Mobile communications
Généralités GSM = Global System for Mobile communications La seconde génération (notée 2G) a marqué une rupture avec la première génération de téléphones cellulaires grâce au passage de l'analogique (1G) vers le numérique. Débit max. de 9600 bits/s Mode commutation de circuit repose sur une technologie numérique un téléphone = un terminal + une carte à puce Succès international : présence dans de nombreux pays....

9 Historique du GSM 1979 : la WRC (World Radio Conference) réserve 2 * 25 Mhz dans la bande 900 Mhz pour les communications mobiles en Europe 1982 : la CEPT (Conférence Européenne des postes et Télécommunications) crée le Groupe Spéciale Mobile  GSM 1987 : 13 pays européens signent un accord pour l’ouverture d’un réseau de type GSM en 1991 1990 : première spécification. Réservation de 2*75 Mhz à Mhz pour DCS 1992 : GSM devient Global System for Mobile communication exploitation commerciale : Itenéris et SFR en France 1994 : licence DCS 1800 à Bouygues

10 Historique du GSM 1995 spécification phase 2 : Europe, Asie, Moyen-Orient, Afrique : 69 2000 : 30 millions d’abonnées en France 400 millions dans le monde Couverture quasi mondiale Etendu à la bande de fréquences de 1900 Mhz

11 Objectifs Les objectifs affichés du projet GSM sont:
Système entièrement numérique Bonne qualité de signal Faible coût des téléphones portables Possibilité de roaming (étendre le réseau à toute l’Europe) Confidentialité des transmissions Portabilité : possibilité de changer de téléphone en conservant ses données personnelles (grâce à la carte à puce SIM) Réduction des fraudes : détection de tout usage frauduleux (téléphone, carte SIM) ! ? Fonctionnalités et services avancés Les réseaux GSM

12 GSM : Caractéristiques
Système numérique N’accepte pas le dual-mode avec un système analogique Beaucoup d’interfaces spécifiées (1 seule pour CDMA et TDMA américains) Roaming international Interconnexion efficace avec ISDN Qualité du signal ≥ systèmes existants Capacité du trafic ≥ systèmes existants Coût d’abonnement ≤ systèmes existants Services “non voix” 2 phases de spécification phase 1 : système (5000 pages) phase 2 : services supplémentaires Innovations reprises par les autres systèmes Localisation Handoff assisté par la station mobile

13 Classification des services
service support ( bearer services) offre d ’une capacité de transmission entre interface utilisateur (caractéristiques techniques de débit, de taux d’erreur, de mode de transmission sync/assync téléservices offre de communication incluant les terminaux services supplémentaires toutes facilités d ’utilisation en complément

14 Téléservices Les réseaux GSM

15 Services supplémentaires
Identification de numéro (appelant/appelé) Renvoi d’appel Double appel Appel en conférence Groupe fermé d’usagers (virtuel privé) Facturation (coût de la communication) Restriction d’appel (pour les envois et réception) Blocage des appels sortants/entrants Indication de ligne transférée Indication de coût Les réseaux GSM

16 Fonctions de sécurité Aspects confidentialité et sécurité
des communications, des données, Algorithme de chiffrement (activé par l’opérateur) Transmission de l’identité du mobile localisation, réception en claire pour que le mobile la décode (Suivre à la trace...) Temporary Mobile Subscriber Identity Changer après 1+ utilisation Clé d’accès au réseau sur la carte SIM Les réseaux GSM

17 Architecture Générale
PLMN (Public Land Mobile Network) Réseau mobile public terrestre relié au RTCP Réseau GSM opéré par un opérateur particulier sur un territoire (ex : PLMN SFR, Orange, ..) Se décompose en 3 sous-systèmes: radio (BSS Base Station Subsystem) réseau (NSS Network SubSystem) gestion et de maintenance (OSS Operation Support Subsystem) RTCP = RTC = PSTN Réseaux téléphonique commuté Les réseaux GSM

18 Architecture générale
PLMN ... MS BTS BSC MSC VLR HLR G M S C EIR AUC R T C P BSS NSS Les réseaux GSM

19 Glossaire MS : Mobile Station BTS : Base Transceiver Station
BSC : Base Station Controller MSC : Mobile-services Switching Center HLR : Home Location Register VLR : Visitor Location Register GMSC : Gateway MSC EIR : Equipment Identity Register AUC : Authentification Center Les réseaux GSM

20 Découpage géographico-administratif
Cellule (Cell) aire géographique couverte par une antenne radio Zone de localisation (Location Area) ensemble de cellules dans lequel l’abonné est localisé Zone de commutation (Communication Area) ensemble de zones de localisation qui dépendent d’un même centre de commutation Réseau terrestre mobile (Public Land Mobile Network PLMN) ensemble des zones de commutation sous la responsabilité d’un opérateur une BTS par cellule 1 à n BSC par zone de localisation et 1 à p zones de localisation par BSC un MSC par zone de commutation Les réseaux GSM

21 Les identités dans le GSM
IMSI (International Mobile Subscriber Identity) Identité invariante de l’abonné (15 chiffres), stocké dans la carte SIM et dans le HLR Elle doit rester secrète autant que possible  recours au TMSI TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) Identité temporaire propre à un VLR Utilisée pour identifier le mobile lors des interactions Mobile/Réseau MSISDN (Mobile Station International ISDN Number) Numéro de l’abonné (ex ) Seul identifiant de l’abonné connu dans le monde téléphonique MSRN (Mobile Station Roaming Number) Numéro attribué lors d’un établissement d’un appel Permet l’acheminement des appels par les commutateurs MSC et GMSC (contient des informations de localisation : MSC courant) Compréhensible par le réseau fixe (même structure que MSISDN : pays, PLMN, numéro abonné) IMEI (International Mobile station Equipment Identity) Identificateur du terminal (15 chiffres) Les réseaux GSM

22 Identifiants de localisation
LAI (Localisation Area Identification) utilisée pour localiser les abonnés structure : Code du pays (208 pour la France) + Code du réseau dans le pays (10 pour SFR) + Code de la zone de localisation dans le réseau CGI (Cell Global Identification) identification globale de cellule structure : LAI + Identification de cellule BSIC (Base Station Identity Code) code couleur permettant au MS de distinguer deux BTS utilisant la même fréquence de voie balise localement Le couple (fréquence, BSIC) permet de déterminer une cellule Possibilité d’avoir des couples identiques dans le même PLMN sur des zones éloignées structure : Code couleur du PLMN + Code couleur de la BTS + HLR Number, VLR Number, MSC Number Les réseaux GSM

23 Interface radio La transmission Radio est assurée par l’interface Radio Um, partie la plus complexe et sophistiquée dans le système, elle définit : méthode d’accès multiple largeur des canaux fréquentiels nombre d’utilisateurs par porteuse éléments de la chaîne de transmission (modulation, codage, entrelacement…) GSM DCS 1800 Bandes de Fréquences (Mhz)     Largeur simplex 2*25 Mhz 2*75 Mhz Ecart duplex 45 Mhz 95 Mhz Fréquences utilisées

24 Interface radio GSM .......  890 - 915 MHz 25 Mhz
Technique d'accès : FDMA/TDMA (avec saut de fréquence) FDMA : 124 canaux radio de 200 kHz par voie TDMA : découpage temporelle des canaux en 8 slots ou IT (intervalle de temps) élémentaire Un canal physique = 1 slot / trame TDMA Possibilité de n’allouer qu’un slot toutes les 2 trames TDMA (canal physique demi-débit pour la parole) FDMA (Fréq) 25 Mhz / 124 canaux de 200kHz + 2* 100 kHz 1 2 3 4 124 100 Khz 200 KHz 100 KHz TDMA (temps) 8 slots

25 Commutation de circuits
La gestion des connexions Appel mobile vers fixe Appel fixe vers mobile Mise en route mobile  parcours des fréquences  sélection d’une cellule MSC vérifie les droits via AUC et EIR Demande d’appel arrive au MSC MSC transmet demande et ordonne au BSC de réserver un canal Demande acheminée au GMSC (Gateway MSC) GMSC interroge le HLR  VLR courant Interrogation VLR  BSC et cellule BSC fait diffuser un avis d’appel Le mobile écoute le réseau et reconnaît son numéro Établissement appel similaire Commutation de circuits

26 InterWorking Function
Le transfert de données en GSM BSS NSS InterWorking Function Réseau de données BTS MSC IWF IWF (InterWorking Function) : Interface entre réseau GSM et réseau extérieur 2 modes de fonctionnement:  Mode transparent (pas de correction d’erreurs) : conditions favorables (bon SNR, mobilité restreinte)  débit utilisateur théorique : 14,4 kbit/s  Mode non transparent : utilisation d’un protocole de reprise sur erreur RLP (Radio Link Protocol)  débit utilisateur théorique : 9,6 kbit/s (taux d’erreur : 4/1000)

27 Le transfert de données en GSM : le HSCSD
HSCSD : High Speed Circuit Switched Data Évolution essentiellement logicielle du GSM Repose sur la possibilité d’allouer simultanément plusieurs canaux physiques  jusqu’à 4 canaux par trame ie 57,6 kbit/s en mode transparent Peu de succès : seulement utilisé dans ~15 pays  Allemagne, Autriche, Danemark, Grande Bretagne, Hongrie, Luxembourg, Suisse

28 GSM, HSCSD  réseau à commutation de circuits
CONCLUSION Les limitations du GSM pour le transfert de données GSM, HSCSD  réseau à commutation de circuits Piètre gestion des ressources radio :  ligne monopolisée dans tout le réseau pour un trafic de données de nature très sporadique Coût des communications :  tarif fonction de la durée, pas de la quantité de données  HSCSD : payer tous les canaux utilisés ?! Infrastructure lourde, peu flexible

29 Evolution vers GPRS(2.5G)

30 PLAN Introduction -Comparaison avec GSM. Présentation Générale du GPRS
-Historique -Définition -Principales caractéristiques du GPRS -Classes des terminaux GPRS -Avantages. Architecture GPRS - Présentation de l’architecture GPRS - Equipement du réseau. - Les différents sous ensembles - Les interfaces d’ interconnexion des équipements Protocoles Connexion

31 un seul intervalle temporel le nombre de TS peut varier
INTRODUCTION Time slot: GSM GPRS un seul intervalle temporel le nombre de TS peut varier 2-8

32 INTRODUCTION Débit: GSM GPRS 9,05 kbit/s 171 kbit/s

33 commutation de circuit, Commutation par paquets
INTRODUCTION Commutation : GSM GPRS commutation de circuit, Coût des communications élevé Commutation par paquets

34 Présentation Générale du GPRS
Historique: GPRS est une technologie datant de la fin des années 1990. Les deux grandes phases du GPRS sont 1997 et 1999, et marquent une avancée vers les premiers tests. début 2002, que le GPRS arrive sur le marché français. 2010 1990 2000

35 Présentation Générale du GPRS
Définition : Le General Packet Radio Service (GPRS) spécifie une technique de transmission de données en « commutation de paquets», permettant ainsi de ne pas mobiliser de canal de communication, et donc autorisant une tarification plus souple pour l’utilisateur.

36 Présentation Générale du GPRS
Classes des terminaux GPRS: Le GPRS implique un changement au niveau utilisateur, tout comme il a fallu mettre en place le réseau GPRS. si un utilisateur désire bénéficier de ce type de services Augmentation : *débit *les besoins en modulation/démodulation *codage/décodage du canal un nouveau type de terminal

37 Présentation Générale du GPRS
Classes des terminaux GPRS: Classes lettres le terminal peut être en communication simultanément sur le service GPRS et sur d’autres services GSM. Classe A Le terminal ne peut être en communication que sur le service GPRS Ou le service GSM. Classe B le terminal ne peut être utilisé que pour les services GPRS. Classe C GPRS distingue plusieurs classes de terminaux, avec deux systèmes de notation :

38 Présentation Générale du GPRS
Avantages: La possibilité de facturer en fonction du volume de données transféré plutôt qu’en fonction du temps de connexion. Des temps d’accès réduits, de l’ordre d’une seconde pour commencer un transfert de données. Un débit plus élevé allant jusqu'à 171,2 Kbits/s Un mode de commutation par paquets permettant d’utiliser les ressources radios

39 Architecture GPRS Présentation de l’architecture GPRS
Le réseau GPRS et le réseau GSM fonctionnent en parallèle les deux utilisent les mêmes équipements BSS Le réseau cœur du GPRS est un réseau paquet interconnecté, pouvant être relié à divers types de réseaux de données fixes

40 Architecture GPRS La mise en place des routeur de types IP et possédant des fonctions spécifiques ,ces routeurs s’appelle SGSN(Serving GPRS Support Node)et GGSN (Gateway GPRS Support Node). SGSN: va couvrir une certaines zone géographiques ,et il est relié à un certain nombre BSC,joue le même rôle que MSC. GGSN: va permettre la connexion à ce réseau PDN(Packet Data Network) qui revient à un réseau internet d’un operateur particulier (un réseau IP)

41 Architecture GPRS Transmission des données:

42 Architecture GPRS Transmission des données:

43 Architecture GPRS Transmission des données:

44 Architecture GPRS Transmission des données:

45 Architecture GPRS Transmission des données:

46 Architecture GPRS Transmission des données:

47 Architecture GPRS Equipement du réseau :
SGSN (Serving GPRS Support Node) : serveur d’accès au service GPRS (équivalent au MSC), gère les MS présentes dans une zone donnée. Son rôle est de délivrer des paquets aux MS. La gestion de la mobilité (changement de cellule). La conversion des données du terminal en paquets de type IP (et réciproquement).

48 Architecture GPRS Equipement du réseau :
GGSN (Gateway GPRS Support Node) : routeur connectant le réseau GPRS et un réseau externe de commutation par paquets (IP ou X.25) Il sert de passerelle entre les SGSN du réseau GPRS et les autres réseaux de données. il assure la connexion avec les réseaux de données de type Internet (accès à un réseau local d'entreprise, accès à un serveur Web).

49 Architecture GPRS GPRS Les différents sous ensembles TE SIM BTS BSC
Equipement utilisateur TE SIM Sous-système radio BTS BSC Réseau GSM MSC VLR HLR EIR SMS-GMSC SMS-IWMSC réseau GPRS SGSN GGSN

50 Architecture GPRS Les interfaces
Interface Gb : cette interface est définie entre le sous-système réseau GSM et le sous-système réseau GPRS. Interface Gn : cette interface est définie entre deux nœuds GPRS (SGSN ou GGSN) appartenant au même réseau (Public Land Mobile Network) PLMN GPRS. Interface Gi : cette interface, définie entre le GGSN et les réseaux de données par paquets externes, permet les échanges entre le réseau GPRS et le monde extérieur. Interface Gp : cette interface définie entre deux PLMN différents est équivalente à l’interface Gn avec, en plus des fonctions de sécurisation entre les deux PLMN. Interface Gs : cette interface, définie entre le SGSN et le MSC/VLR, est optionnelle. Elle permet au SGSN d’envoyer des informations de localisation au MSC/VLR.

51 Architecture GPRS Les interfaces

52 Architecture GPRS Les interfaces
Interface Gd : cette interface est définie entre les entités fonctionnelles qui permettent respectivement d’acheminer des SMS à destination d’un terminal mobile et de relayer des SMS émis par un terminal mobile (appelés SMS-GMSC et SMS-IWMSC), Interface Gr : cette interface est définie entre le SGSN et le HLR pour des échanges de données liés aux profils de données des abonnées et à la gestion de la mobilité. Interface Gc : cette interface, définie entre le GGSN et le HLR, est optionnelle et sert au GGSN pour demander au HLR des informations de localisation concernant un terminal mobile. Interface Gf : cette interface relie un SGSN et un équipement de type EIR pour les échanges liés à l’identification du terminal.

53 Architecture GPRS Les protocoles:
En fait, GPRS utilise toute une série de protocoles, du réseau "cœur" au réseau d'accès

54 Architecture GPRS Les protocoles:
SNDCP (Sub-Network Dependent Convergence Protocol) Transporte de façon transparente les unités de données de la couche de protocole réseau utilisée par l’application (IP ou X.25), Gère la compression et décompression des en-têtes, de façon à augmenter l’efficacité des canaux. Gère la compression et décompression des données. Assure le respect de la séquence des messages, la segmentation et la reconstitution des paquets de données pour fournir des blocs de données de taille acceptable pour le protocole LLC. Deux protocoles sont utilisés pour l'encapsulation/décapsulation des données :

55 Architecture GPRS Les protocoles:
BSSGP (Base Station System GPRS Protocol) Relaie les trames LLC sans garantie d’intégrité. Transporte les informations liées au routage et à la qualité de service entre le BSS et le SGSN. Nefait pas de correction d’erreur. Gère le trafic entre les cellules et le SGSN. Indique toujours la cellule courante. GTP (GPRS Tunnnelling Protocol)entre le SGSN et le GGSN, GTP s’appuyant soit sur TCP (transport avec acquittement), soit sur UDP (transport sans acquittement

56 Architecture GPRS Connexion au réseau
Un mobile est en connexion avec le SGSN et lui transmet son P-TMSI (identité temporaire de mobile) que le SGSN lui a déjà attribué. 1 Si le mobile a changé d'aire de routage ou d'aire de localisation, le SGSN recherche l'information auprès d'autres SGSN. S'il ne trouve rien, il se fait communiquer l'IMSI (identité internationale de mobile commune à GSM et GPRS). 2 L'authentification terminée, le SGSN localise le mobile auprès des HLR/VLR. 3

57 Architecture GPRS Connexion au réseau
Le schéma ci-dessous précise les étapes d'attachement et de détachement d'un mobile 1:le mobile effectue une demande d'attachement . 2: le SGSN accepte la demande et confirme l'attachement. 3: le SGSN refuse la demande et envoie un message de rejet. 4: le mobile demande une interruption de la session mais reste en veille. 5: le mobile demande une interruption définitive de la session (coupure d'alimentation) 6: si la demande d'interruption est acceptée, le SGSN confirme et le mobile passe dans l'état Inactif. 7: fin de session

58 CONCLUSION Le GPRS est alors apparu pour offrir plusieurs slots à un utilisateur ainsi qu’un partage dynamique de la ressource radio et un réseau fixe complètement adapté au transfert de paquet. On trouve aussi le EDGE qui fait parti de la 2,5G et qui ouvre enfin le GSM aux systèmes de troisième génération. Ces évolutions vont vraisemblablement permettre de répondre aux exigences des utilisateurs rapidement et à un coût modéré. à plus long terme, opérateurs, constructeurs et utilisateurs devront investir dans une véritable troisième génération, telle que l’UMTS. GPRS est le premier protocole à commutation par paquets dans le monde de l’Internet mobile,

59 Bibliographie Le GPRS, du WAP à l’UMTS, Nadège Faggion, Dunod.
Multiple Access Protocols For Mobile Communications, Alex Brand, Hamid Aghvami, Wiley.

60 Evolution vers EDGE

61 Introduction Tout comme la norme GPRS, le standard EDGE est utilisé comme transition vers la troisième génération de téléphonie mobile (3G). On parle ainsi de 2.75G pour désigner le standard EDGE. Le standard EDGE est une évolution de la norme GSM, modifiant le type de modulation.

62 Caractéristiques de la norme EDGE
Bandes de fréquence disponibles: La norme EDGE à l’avantage de pouvoir rapidement s’intégrer au réseau GSM existant. En émission, un mobile EDGE à l’instar d’un GSM émettra donc dans une bande qui s'étend de 880 à 915 MHz (Uplink). En réception, la bande sera 925 à 960 MHz (Downlink). Il y aura 45 MHz de séparation entre le canal d’émission et le canal de réception (Duplex de séparation). Ces bandes de fréquences sont divisées en portions de 200 kHz chacune, ce sont les canaux de transmission. Il y’en a donc au total 175 qui sont répartis entre les opérateurs. Chaque canal peut accueillir jusqu’à 8 communications simultanées.

63 Caractéristiques de la norme EDGE
Débits nécessaires La technologie EDGE peut théoriquement atteindre un débit maximum de 473,6kbit/s. En pratique, le débit (maximum) a été fixé au niveau du standard de la norme EDGE à 384kbit/s par l’ITU (International Telecommunication Union).

64 Modulation La technologie d’EDGE utilise la modulation 8-PSK (Phase Shift Keying) appelée parfois MDP-8(Modulation de phase à 8 états). La modulation 8PSK est une méthode linéaire dans laquelle trois bits consécutifs sont codés dans un symbole.

65 Modulation Le taux du symbole, ou le nombre de symboles envoyés dans une certaine période de temps, reste le même comme pour GMSK, mais chaque symbole représente maintenant trois bits au lieu d'un. La vitesse de transmission de données totale a augmenté par conséquent par un facteur de trois. La distance entre les différents symboles utilisant la modulation 8PSK est plus brève par rapport à la modulation GMSK vu le passage brusque entre ces symboles.

66 La structure du burst Un burst est formé d’une séquence centrale appelée séquence d’apprentissage (training sequence) constituée de 26 symboles entourée de 58 symboles de part et d’autre, de 2*3 symboles de bourrage et de 8,25 symboles de garde. Dans le cas de la 8-PSK, on a 2*3*58=348 bits de données pour chaque burst.

67 Modes de communications
Mode circuit (ECSD) Avec le mode circuit, EDGE permet d’obtenir des canaux logiques de données à de plus hauts débits. On les appelle des E-TCH (Enhanced-Traffic Chanel). Un E-TCH offre, après codage protecteur d’erreur, des débits utilisateur allant jusqu’à 43,2kbit/s lorsqu’un seul slot par trame est alloué à un utilisateur. Mode paquet (EGPRS) La technologie EGPRS repose sur la même architecture du réseau fédérateur et les mêmes couches hautes de GPRS.

68 Architecture du mode paquet
L’EDGE est une extension du réseau GPRS. Seule le sous-système radio est sensiblement modifié. Le déploiement de L’EDGE nécessite : La mise à jour du BSC et de la BTS. L’ajout d’un émetteur-récepteur (EDGE Transceiver) au niveau de la BTS, capable de supporter la modulation 8-PSK.

69 Conclusion Grace à la modulation 8-PSK, la norme EDGE permet d’augmenter les débits disponibles dans GPRS. Toutefois cette augmentation n’est possible que dans des bonnes conditions de propagation c'est-à-dire lorsque le C/I est élevé. En outre, l'introduction d’EDGE dans le réseau GSM/GPRS permettra aux opérateurs d'améliorer les services et capacités à la demande des utilisateurs. Vu les qualités de services de données et applications apportée par la technologie EDGE, les opérateurs ne pouvant pas disposer de la licence des systèmes 3G, pourront adopter cette technologie.

70 Conclusion Le GPRS est alors apparu pour offrir plusieurs slots à un utilisateur ainsi qu’un partage dynamique de la ressource radio et un réseau fixe complètement adapté au transfert de paquet. On trouve aussi le EDGE qui fait parti de la 2,5G et qui ouvre enfin le GSM aux systèmes de troisième génération. Ces évolutions vont vraisemblablement permettre de répondre aux exigences des utilisateurs rapidement et à un coût modéré. à plus long terme, opérateurs, constructeurs et utilisateurs devront investir dans une véritable troisième génération, telle que l’UMTS. GPRS est le premier protocole à commutation par paquets dans le monde de l’Internet mobile,

71 Evolution vers UMTS (3G)

72 UMTS : Universal Mobile Telecommunications System
L’UMTS est la norme de télécommunications de troisième génération utilisée en Europe Les systèmes mobiles de la troisième génération sont conçus afin de fournir des services multimédias de bonne qualité et de couverture meilleure. Contrairement au GPRS, l’UMTS nécessite une nouvelle infrastructure. Par ailleurs, les sites GSM ne sont pas des bons sites radio UMTS. Le réseau UMTS ne remplace pas le réseau GSM existant puisque la coexistence entre ces deux réseaux est possible. L’UMTS est compatible avec tous les réseaux du monde du fait de la possibilité de roaming au niveau mondial.

73 Les caractéristiques techniques de l’UMTS:
Méthode d’accès CDMA Mode d’accès FDD et TDD Fréquences – mode FDD (MHz) pour le canal montant pour le canal descendant Fréquences – mode TDD (MHz) pour le canal montant pour le canal descendant Bande de fréquence (MHz) 5 Modulation QPSK Durée trame radio (ms) 10 Débit théorique 1,99 Mbit/s Débit réel 384 Kbit/s

74 Architecture du réseau UMTS:
Le réseau UMTS est composé de deux sous-réseaux : Le réseau cœur "Core Network" : il regroupe l’ensemble des équipements assurant les fonctions de contrôle de la sécurité et de gestion de l’interface avec les réseaux externes. Le réseau radio "UMTS Radio Access Network" (UTRAN) : il fournit à l’équipement usager les ressources radio et les mécanismes nécessaires pour accéder au réseau cœur.

75 Architecture du réseau UMTS:

76 Equipements du système UMTS:
Fonction Node B C’est une antenne qui joue le rôle du BTS pour le GSM. Il gère la couche physique de l’interface radio. Il régit le codage du canal, l'entrelacement, l'adaptation du débit et l'étalement. Ils communiquent directement avec le mobile. RNC C’est un contrôleur du Node B qui permet de gérer les ressources radio du réseau d'accès de façon quasi autonome. Il est l'équivalent du BSC dans le réseau GSM. Carte USIM Elle assure la sécurité du terminal et la confidentialité des communications. Elle est l'équivalent en 3G de la carte SIM en 2G. Station mobile C’est un terminal qui peut communiquer avec les réseaux GSM / GPRS / UMTS pour une couverture nationale tout en faisant appel aux réseaux de satellites pour une couverture mondiale si nécessaire. Le terminal est équipé d'un navigateur, une évolution du browser WAP présent dans le système GSM actuel. Equipements GSM/GPRS Domaine circuit pour les conversations téléphoniques : MSC/VLR et GMSC. Domaine paquet pour les services non temps réel (la navigation sur l'Internet, de la gestion de jeux en réseaux et de l'accès/utilisation des é-mails) : SGSN et GGSN.

77 Interfaces du système UMTS:
Equipement 1 Equipement 2 Fonction Uu MS Node B UTRA, les interfaces radio du UMTS W-CDMA Ii RNC MSC/VLR ou SGSN) Iu-CS pour commutation des circuits de données, Iu-PS pour commutation des paquets de données, Iub Iur

78 Lte/lte Advanced

79 La norme LTE La norme LTE, est définie par le consortium 3GPP
Elle été considérée comme une norme de troisième génération « 3.9G » car dans les « versions 8 et 9 » de la norme, elle ne satisfaisait pas toutes les spécifications techniques imposées pour les normes 4G.  l'UIT a accordé en décembre 2010, aux normes la possibilité commerciale d'être considérées comme des technologies « 4G », du fait d'une amélioration sensible des performances comparées à celles des premiers systèmes « 3G » : UMTS et CDMA2000. Le LTE utilise des bandes de fréquences hertziennes d’une largeur pouvant varier de 1,4 MHz à 20 MHz dans une plage de fréquences théorique de 450 MHz à 3,8 GHz.

80 Caractéristiques des terminaux

81 Comparaison avec UMTS Les normes LTE, définies par le consortium 3GPP sont dérivées des normes UMTS, mais apportent de nombreuses modifications et améliorations, notamment : un débit descendant théorique allant jusqu'à 326,4 Mbit/s crête (300 Mbit/s utiles) en mode MIMO 4×4. un débit montant théorique allant jusqu'à 86,4 Mbit/s crête (75 Mbit/s utiles). cinq classes de terminaux LTE ont été définies, elles supportent des débits allant de 10 Mbit/s (catégorie 1), jusqu’au débit maximal descendant prévu par la norme LTE (300 Mbit/s pour la catégorie 5). Tous les terminaux LTE doivent être compatibles avec les largeurs de bandes de fréquence allant de 1,4 à 20 MHz. un débit de données trois à quatre fois plus important que celui de l'UMTS/HSPA. une efficacité spectrale (nombre de bits transmis par seconde par hertz) trois fois plus élevée que la version de l'UMTS appelée HSPA.

82 Comparaison avec UMTS un temps de latence RTT (Round Trip Time) proche de 10 ms (contre 70 à 200 ms en HSPA et UMTS). l’utilisation du codage OFDMA pour la liaison descendante et du SC-FDMA pour la liaison montante (au lieu du W-CDMA en UMTS). des performances et des débits radios améliorés par l’utilisation de la technologie multi-antennes MIMO du côté équipement terrestre (eNodeB) et du côté terminal (en réception uniquement) . l'utilisation de codes correcteur d'erreur de type « Turbo codes » associés aux algorithmes de retransmission HARQ. la possibilité d'utiliser une bande de fréquence allouée à un opérateur variant de 1,4 MHz à 20 MHz, permet une plus grande souplesse (par rapport à la largeur spectrale fixe de 5 MHz de l'UMTS / W-CDMA).

83 Comparaison avec UMTS une large gamme de bandes de fréquences hertziennes supportées, y compris celles historiquement attribuées au GSM et à l’UMTS et de nouvelles bandes spectrales notamment autour de 800 MHz et de 2,6 GHz  : 39 bandes sont normalisées par le 3GPP (dont 27 en LTE FDD et 11 en TDD). La possibilité d'utiliser des sous-bandes de fréquences non-contiguës . la contrepartie du grand nombre de bandes de fréquences prévues par la norme est la quasi impossibilité pour un terminal de prendre en charge simultanément toutes les fréquences normalisées ; il y a donc des risques importants d'incompatibilité entre terminaux mobiles et réseaux nationaux . la prise en charge de plus de 200 terminaux actifs simultanément dans chaque cellule.

84 Comparaison avec UMTS un bon support des terminaux en mouvement rapide. De bonnes performances ont été enregistrées jusqu'à 350 km/h, voire jusqu'à 500 km/h, en fonction des bandes de fréquence utilisées. Contrairement aux normes 3G HSPA et HSPA+, qui utilisent la même couverture radio que l’UMTS, le LTE nécessite des fréquences radio et des antennes qui lui sont propres mais qui peuvent être colocalisées avec celles d’un réseau 2G ou 3G.

85 Comparaison avec UMTS Le LTE Advanced, dont les travaux de normalisation au sein du 3GPP ont abouti, en 2011 et 2013, aux normes 3GPP release 10 et release 11, est une évolution du LTE qui le fait passer en « vraie 4G ». Ces évolutions apportent et apporteront les bénéfices suivants : des débits plus élevés sur les liens montants et descendants du réseau, grâce à l’agrégation de porteuses (en anglais : Carrier aggregation); des performances radios accrues au niveau d'une cellule pour servir plus de terminaux, grâce aux évolutions de la technologie MIMO; la possibilité de déployer des relais radio à coût plus faible qui viendront étendre la couverture d'une cellule ; une plus grande souplesse en termes de capacité de trafic et de nombre de terminaux supportés par le réseau. moins d'interférences entre 2 cellules radio mitoyennes.