Post on 14-Jun-2015
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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Le GSMPartie 7 : Evolution du GSM
131Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Le GSMInitialement prévu pour transmettre
VoixDonnées à bas débit (9,6 kbits/s)
Technique de transmission : mode circuit.
Capacité de la norme insuffisante pour des services de données (Internet, messagerie,…)
=> évolution nécessaire de la norme
Evolution du GSMA l’origine
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Le GSMPartie 7 : Evolution du GSM
I. Evolutions logicielles
133Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
1ère évolution
Canal radio de bonne qualité=> Réduction de la redondance introduite lors du codage canal
Transmission de blocs d’information plus longs.
=> Augmentation du débit utilisateur : jusqu’à 14,4 kbits/s
2ème évolution
Initialement, la MS ne transmet et ne reçoit que sur un timeslot par trame TDMAAllocation simultanée de plusieurs canaux physiques pour l’émission/réception de données (Jusqu’à 4 Time Slots / trame TDMA)
HSCSD : High Speed Circuit Switched Data
=> Augmentation du débit utilisateur : jusqu’à 57,6 kbits/s
Evolution du GSM I. Evolutions logicielles
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3ème évolution
Adaptation de la syntaxe XML (utilisée pour le web) pour les mobilesDéveloppement de nouveaux protocoles adaptées à la mobilité
WAP : Wireless Application Protocol
=> Connexion à Internet
Evolution du GSM I. Evolutions logicielles
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GSM Réseau à commutations de circuits
Ligne monopolisée dans tout le réseau pour un seul utilisateur, pour un transfert « sporadique » de données=> gaspillage des ressources (radio)
La taxation, basée sur le temps de connexion (et pas sur la quantité de données)=> Coût trop élevé (payer tous les canaux utilisés ?)
=> Développement d’un réseau à commutation de paquets : le GPRS
Evolution du GSM I. Evolutions logicielles : limitations
Temps de lecture tempsEnvoi des données
Session Web
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Le GSMPartie 7 : Evolution du GSM
II. La technologie GPRS (2.5G)
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Technologie GPRS : General Packet Radio Service
Basée sur la norme GSM
Transmission par paquets, en mode non connectéAllocation des ressources au « coup par coup »Taxation sur le volume de données échangées (en kbits)
Objectif : accès mobile aux réseaux IP
Evolution du GSM II. GPRS
138Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Deux réseaux en parallèle
GSM : services classiques relatifs à la voixGPRS : transport des données
Utilisation commune des équipements de la BSS (mêmes bandes de fréquences)
Séparation des deux réseaux au niveau du NSSGPRS vers réseaux fixes de données ou autres GPRSGSM vers RTCP ou autres GSM
Evolution du GSM II. GPRS : architecture matérielle
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BSC
BSC MSCVLR
G-MSC
RTCP
MSC
BSC
Réseau GSM d’un autre opérateur
G-MSC
HLR
Voix
Evolution du GSM II. GPRS : architecture matérielle
Circuit de données GPRS
Circuit de signalisationuniquementSGSN
SGSN
G-GSN
Réseau GPRSd’un autre opérateur
BSC
BSC
Réseau de donnéesIP, X25,…
G-GSN
DonnéesGb Gs Gr
GcGn
Gn
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Nouveaux équipements
SGSN (Serving GPRS Support Node) ~ MSCG-GSN (Gateway GPRS Support Node) ~ G-MSC
4 niveaux de codage de canal
CS-1 : 9,05 kbits/sCS-2 : 13,4 kbits/sCS-3 : 15,6 kbits/sCS-4 : 21,4 kbits/s
Possibilité de réserver un TRX à un seul utilisateur
=> Débit utilisateur (théorique) de 8x21,4 = 171,2 kbits/s
Permet le trafic point-à-point et point-à-multipoint
Evolution du GSM II. GPRS : caractéristiques
Réseau fédérateurGPRS
141Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Gestion inspirée du gsm : zone de routage (plusieurs cellules par zone)
3 états possibles pour le mobile
Evolution du GSM II. GPRS : mobilité
EtatIDLE
EtatSTANDBY
EtatREADY
Mobile non joignable
Mobile directementjoignable
Mobile joignablepar paging
Détachement du réseau
Attachementau réseau
Détachement du réseau
Expiration de la temporisation
Etablissement d’un transfert de données(montant ou descendant)
142Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Les opérateurs utilisent uniquement
En pratique, utilisation des codages CS-1 et CS-2
configurations « 3+1 » et « 4+1 »3 ou 4 TS en voie descendante1 TS en voie montante
=> Débit pratique applicatif: ~ 30 à 40 kbits/s
Saturation des bandes de fréquence du GSM
Evolution du GSM II. GPRS : limites
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Le GSMPartie 7 : Evolution du GSM
III. La technologie EDGE (2.75G)
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EDGE : Enhanced Data for GSM Evolution
Modulation 8PSK au lieu de GMSK à 2 états (GSM, GPRS) => débits multipliés par 3
EDGE+GSM : un circuit de données => 43,2 kbits/s / canal physique
EDGE+GPRS : 59,2 kbits/s / canal physique (en mode paquet)
Mêmes limites que la GPRS
capacités fréquentielles
mêmes équipements que pour le GSM
=> Solution : une nouvelle norme : la 3G !
Evolution du GSM II. EDGE
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UMTS (technologie 3G)
Universal Mobile Telecommunications
System
146Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Premier service commercial UMTS : 2002 (Autriche)France : 2004 (SFR,Orange), Bouygues (2007)
Bandes de fréquence : 1885-2025 / 2110-2200 MHz
Technique d’accès multiple W-CDMA
Débit théorique : 1,920 Mbits/s pratique : dépasse rarement 384 kbits/s
Nouveaux services : autour de l’aspect video
UMTS - la 3GI. Introduction
147Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Réseau UMTS : 3 domaines
1. Le Domaine utilisateur Terminal + carte USIM
2. Le Réseau d’accès (Radio Network) : UTRAN (UniversalRadio Access Network)
3. Le Réseau cœur (Core Network)Domaine circuit (~NSS)Domaine paquets (~GPRS)
UMTS - la 3GII. Architecture UMTS
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Equipements
Node B - Rôle proche des BTS
RNC (Radio Network Controler) - Rôle proche du BSC
2 rôles possibles pour gérer les handovers intra-NRCServing NRC :
interface entre MS et Core NetworkGérer et executer le handover
Drafting NRC : gestion des stations de base dépendantes
UMTS - la 3GII. L’UTRAN
149Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
(en)Fin !
Archives : www.i3s.unice.fr/~fpayan/
Références bibliograpiques :
Réseaux sans fil et mobiles, Khaldoun Al Alga ed. Lavoisier.
GSM networks: Protocols, Terminology, and Implementation, Gunnar Heine, Artech House, Boston London.
Overview of the GSM System and Protocol Architecture, Moe Rahnema, IEEE Comm. Mag.
Cours GSM de C. Garnier, ENIC Telecom, Lille1
Cours GSM de A. Roussel, IUT Annecy