Res Cell 3LR

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anntenne katherin configuration portscoverage

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  • LES RSEAUX CELLULAIRESRYM OUERTANI

    1

    RYM OUERTANI

    Institut Suprieur dInformatique et des Techniques de COMmunication

    rym.ouertani@gmail.com

    Septembre 2013

  • Plan2

    Dfinitions: systmes cellulaires, systmes sans fils

    Canal de propagation

    Systme cellulaire Systme cellulaire

    Gestion des ressources radio

    Duplexage

    Accs multiple: FDMA, TDMA, CDMA

    Gestion de la mobilit

  • Plan3

    Infrastructure GSM

    Gestion de la localisation

    Gestion de la localisation Gestion de la localisation

    La scurit

    Les canaux logiques

    Bilan sur les rseaux 2G

    Au-del de la 2G

  • 4 Les rseaux 2.5G: le GPRS

    Contexte

    Principe

    Plan

    Principe

    Dbits

    QoS

    Terminaux

  • 5 Architecture

    Mobilit

    Bilan sur le GPRS

    Plan

    Bilan sur le GPRS

  • Dfinitions6

    Rseau cellulaire:

    couverture continue dun large territoire avec des stations de base

    Systmes sans fils

    couverture dlots couverture dlots

    Rseau cellulaire Systme sans fil

  • Dfinitions7

    Mobilit:

    Itinrance : capacit utiliser le rseau en tout

    point de la zone de service.point de la zone de service.

    Itinrance internationale (International Roaming):

    capacit utiliser un autre rseau que celui

    auquel on est abonn.

    Mobilit radio (hand over): possibilit de dplacer

    le terminal en gardant la communication.

  • Le canal de propagation8

    Canal = lespace = le canal radio

    Le signal se propage sous forme donde

    lctromagntique de la forme:lctromagntique de la forme:

    : amplitude de londe

    : pulsation. f tant la frquence.

    : phase.

    ( ) += tAS sinrrAr

    fpi 2=

  • 9 Caractristiques:

    Prsence dobstacles

    A la traverse dun obstacle, londe peut subir les

    Le canal de propagation

    A la traverse dun obstacle, londe peut subir les

    phnomnes suivants:

    Rflexion: lorsque lobstacle est opaque

  • Rfraction: lorsque lobstacle est transparent

    10

    Le canal de propagation

    Dispersion: lorsque lobstacle est dispersif

  • 11

    Diffusion: londe atteint plusieurs rcepteurs

    Le canal de propagation

    Diffraction: londe peut contourner lobstacle

  • Le canal de propagation12

    Lobstacle absorbe une partie de la puissance de londe:

    Attnuation de la puissance.

    Lorsque lattnuation est grande, on parle Lorsque lattnuation est grande, on parle

    dvanouissement de londe.

    A cause des rflexions, , londe est dvie de sa

    trajectoire initiale:

    Absence du trajet direct.

  • Le canal de propagation13

    Londe est divise en plusieurs signaux, chacun avec une

    amplitude et un angle diffrents :

    Effets de multi-trajets.

    permet une couverture de zones initialement

    masques.

  • Le canal de propagation14

    Les obstacles peuvent tre mobiles : rponse

    impulsionnelle du canal variable au cours du temps :

    Canal fluctuant.

    Le canal radio est ouvert: une infinit dutilisateurs

    peuvent y avoir laccs.

    Prsence dinterfrences.

  • Le canal de propagation15

    Evaluation de la qualit de transmission :

    S=puissance du signal utile

    B=puissance du bruit mesur au rcepteurB=puissance du bruit mesur au rcepteur

    Rapport signal sur bruit: RSB= S/B

    Interfrence co-canal: utilisation de la mme frquence

    sur deux sites voisins

    Un deuxime paramtre est pris en compte: les

    interfrences.

  • Le canal de propagation16

    Rapport signal sur bruit et interfrences

    RSBI=S/(B+I)

    Du fait de lexistence dune infinit dinterfreurs : Du fait de lexistence dune infinit dinterfreurs :

    B

  • Systme cellulaire17

    Pour couvrir une zone continue:

    Placer en contige des antennes dmission (stations de base) dans le rseau.

    Chaque antenne couvre une rgion limite appele

    Chaque antenne couvre une rgion limite appele cellule.

    Dcoupage du rseau en cellules.

    La taille des cellules nest pas fixe.

    Dcoupage non rgulier

    La taille de la cellule dpend du trafic.

  • Systme cellulaire18

    Exemple:

  • Systme cellulaire19

    Loprateur affecte une ou plusieurs frquences chaque station de base.

    Les mmes canaux de frquence sont rutiliss dans plusieurs cellules.plusieurs cellules.

    Un motif cellulaire est l'ensemble des cellules dans

    lequel chaque frquence est utilise une seule fois.

    Les cellules dun seul motif utilisent toutes la bande

    passante.

  • Systme cellulaire20

    Exemple : rseau GSM

    Dcoupage en damier hexagonal.

    Motif optimal : Motif optimal :

    ; i, j entiers naturels

    Distance de rutilisation des frquences :

    ; R=rayon de la cellule

    jijiK ++= 22

    RKD = 3

  • Systme cellulaire21

    Exemples de motifs:

    Motif K=3 Motif K=4

  • Ressources radio22

    Pour optimiser lutilisation des frquences, deux techniques sont mises en place:

    La rutilisation des frquences.

    Laccs multiple: le multiplexage.

    Le multiplexage consiste combiner plusieurs signaux pour les transmettre sur un seul support.

    Il existe plusieurs techniques de multiplexages.

  • Ressources radio Accs multiple23

    Accs Multiple Rpartition en frquence AMRF (FDMA frequency division multiple access) :

    Partage de la bande passante totale en plusieurs Partage de la bande passante totale en plusieurs canaux simplex (ou porteuses).

    1 utilisateur par frquence.

    Un canal physique simplex : une sous-bande.

  • Ressources radio Accs multiple24

    FDMA

  • Ressources radio Accs multiple25

    Accs Multiple Rpartition en temps AMRT (TDMA time division multiple access)

    Partage FDMA du spectre en porteuses. Puis :Partage FDMA du spectre en porteuses. Puis :

    Partage TDMA de chaque porteuse en intervalles de temps ou slots.

    Les systmes TDMA sont de fait FDMA/TDMA.

    Pour viter les collisions, allouer un slot de temps chaque utilisateur.

  • Ressources radio Accs multiple26

    Exemple: Le GSM

    Utilise les techniques FDMA+TDMA.

    Porteuses espaces de 200 kHz.

    Trame TDMA 8 intervalles de temps (577 s par intervalle de temps).

  • Ressources radio Accs multiple27

    Accs Multiple Rpartition en Code AMRC (CDMA code division multiple access)

    Coder chaque bit sur un ensemble de chips

  • Ressources radio Accs multiple28

    Pour un bit, transmission dune squence de chips de longueur n.

    Squence propre chaque utilisateur :

    multiplexage de codes. multiplexage de codes.

    Utilisation de codes orthogonaux.

    Tous les utilisateurs transmettent sur la mme frquence en mme temps.

  • Ressources radio Accs multiple29

    Exemple de squences de code:

    { }{ }{ }

    1111111111111111

    2

    1

    ++++=

    ++++=

    c

    c

    Principe dorthogonalit:

    { }{ }{ }11111111

    1111111111111111

    4

    3

    2

    ++=

    ++++=

    ++++=

    c

    c

    c

    =

    =

    ncc

    jisiccjiii

    ji 0:,

  • 30

    A lmission: Multiplexage de tous les utilisateurs sur la mme frquence :

    =

    =

    N

    iii cbm

    1

    Ressources radio Accs multiple

    m : le signal multiplex.

    A la rception: Dissociation de lutilisateur en question grce au principe de lorthogonalit :

    =i 1

    ii bncm =

  • Ressources radio Accs multiple31

    Consquence: Etalement de spectre

    Dbit en bits : b bit/s (dure dun bit Tb)

    Rythme chips : nb chips/s (dure dun chip Tc=Tb/n)

    Etalement de spectre Etalement de spectre