Définition = ensemble des opérations mises en œuvre permettant qu'une station mobile puisse changer de cellule sans interruption de service.
Principe = lorsque le signal de transmission entre un combiné et une station de base s'affaiblit, le système du combiné trouve une autre station de base disponible dans une autre cellule, qui est capable d'assurer à nouveau la communication dans les meilleures conditions.
Protocole = lorsque la station mobile quitte la zone couverte par une cellule pour une autre, c'est la qualité de transmission qui détermine la nécessité du handover
La qualité de transmission est indiquée par le taux d'erreur, l'intensité du signal reçu, le niveau d'interférences et le délai de propagation.
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
72
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
73
Phase de mesures
Ms et BTS effectuent des mesures
Paramètres recueillis :
La puissance du signal reçu (qualité du lien)
MS (canal descendant), BTS (canal montant)
Le taux d’erreur binaire (BER)
Distance entre le mobile et la station de base (grâce à la
valeur de l’avance en temps)
Paramètres diffusés par une station :
Identité de la station
Les fréquences des canaux balise des stations voisines
Les intervalles de mesures doivent être petits
GSM : remontées de mesures au BSC toutes les 480ms
Au maximum : mesure de 6 stations
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
74
Phase d’exécution (GSM)
Si déclenchement:
Etablissement du nouveau canal
Libération de l’ancien
Transfert de la connexion vers le nouveau lien
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
75
Le MS ne gère qu’un seul canal
Hard Handover
Phase d’exécution (CDMA)
Si déclenchement:
Etablissement du nouveau canal
Transfert de la connexion vers le nouveau lien
Libération de l’ancien
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
76Soft Handover
Pendant la communication
Le lien radio est mesuré
Si la qualité passe sous un seuil : déclenchement
Décision d’effectuer le HO
L’ancienne station transmet à la nouvelle les
paramètres du mobile impliqué (clé de
chiffrement, débit,…)
Le réseau transmet au mobile un message
(référence sur le nouveau canal de transmission)
L’ancien canal est libéré
Si pas de ressources disponible : échec de
handover (call dropped)
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
77
DÉROULEMENT DU HANDOVER
78
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
79
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
FDMA (Frequency Division Multiple Access) ou AMRF
(Accès Multiple à Répartition en Fréquence) est un
multiplexage fréquentiel partageant la bande de fréquence
en canaux.
Circuit unique par porteuse: transmission continue
Faible largeur de bande
Faible complexité du mobile: pas de synchronisation
Coûts des équipements fixes élevés
Nécessité d’un duplexeur au niveau mobile
Complexité du handover
80
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
TDMA (Time Division Multiple Access) ou AMRT (Accès Multiple à Répartition dans le Temps) est un multiplexage temporel utilisé dans chaque canal ou voie.
Plusieurs utilisateurs par porteuse: transmission discontinue
Complexité des mobiles
Entête de transmission plus importante : synchronisation
Coûts des équipements au sol moins élevés
Pas besoin de duplexeur
Complexité du handover réduite
81
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
Une voie peut véhiculer 8 communications différentes de la manière suivante :
Le temps est divisé en slots ou IT (Intervalles de temps) de durée 577 microsecondes, numérotés de 0 à 7.
L'ensemble de 8 IT consécutifs constitue une trame.
Une communication s'effectue dans un slot de numéro défini, par exemple 4 ;
Les trames se succèdent mais la communication n'utilise que le slot 4 de chaque trame.
Le débit effectif de la communication est donc D/8.
La durée d'une trame est de 4,615 ms.
Une série de 26 trames constitue une supertrame(ou multitrame).
Les trames 12 et 26 sont réservées au service.
82
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
La voix est numérisée par un convertisseur A/N
au niveau du MS. C'est donc de l'information
numérique qui est transmise entre MS et BTS,
c'est à dire une suite de bits.
Durant un IT, un paquet de bits est transmis
comportant des bits de contrôle et des bits
d'information (cryptés).
83
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
La structure type d'un paquet d'information :
TB (Tail Bits) correspond à 3 bits pour améliorer la démodulation.
GP (Guard Period) correspond à 8,25 bits et vise à compenser la durée de transmission entre MS et BTS.
PR est un champ pour les paramètres de réception (synchronisation).
Sachant que 116 bits utiles sont envoyés pendant une période de 577 microsecondes, que la communication utilise une IT sur 8 et que 24 trames sur 26 sont utilisées, le débit effectif est:
d = (116 000 000/577)x(1/8)x(24/26) = 23,197 Kbits/s
84
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
85
CDMA (Code Division Multiple Access) ou AMRC (Accès
Multiple à Répartition de code).
Modulation à étalement de spectre (spread spectrum)
Complexité des mobiles (codage)
Nombre de circuits par porteuse élevé
Nécessité de contrôle de puissance
Soft handover
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Supervision de la puissance de signal par le
mobile
Requête de connexion (appel)
Localisation de l’appelé (Paging)
Appel accepté
Appel en cours : conversation
Fin d’appel ou Handoff
86
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase enregistrement de mobile
Une fois allumé, le mobile s’enregistre auprès de
la BTS y dont le signal est le plus fort.
L’enregistrement est effectuée au niveau de la
BSC associée à la BTS.
Le VLR du MSC est mis à jour.
L’opération d’enregistrement est répétée
périodiquement tant que le mobile est allumé.
87
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase Appel d’un numéro (paging)
Le mobile compose le numéro de l’appelé qui est
transmis à sa BTS, puis au BSC.
Le BSC transmet les deux numéros au MSC.
Le MSC lance une recherche pour savoir auprès
de quelle BSC est enregistré le numéro de
l’appelé.
88
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase Appel d’un numéro (paging)
Le MSC d’enregistrement du numéro de l’appelé
répond.
Les MSC se mettent d’accord sur l’affectation des
canaux pour la communication entre appelé et
appelant
89
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase de conversation
Les deux correspondent conversent pendant un
certain temps
90
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase Handover
L’appelé se déplace. Le BSC vers lequel le mobile
se déplace est averti.
Dès que le mobile se trouve dans la zone du
nouveau BSC, le handover a lieu.
91
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase Handover
Le nouveau BSC prépare le relais. Il communique avec
le MSC et lui donne le numéro du mobile qui est en
train de pénétrer dans sa zone.
Le nouveau MSC affecte les canaux, l’ancien les libère.
92
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
1- MSISDN (numéro de téléphone
MS) est analysé dans l'échange
local PSTN, qui se rend compte
que ceci est un appel à un abonné
dans un réseau GSM. Une
connexion est établie au niveau
GMSC (Gateway MSC).
2- GMSC analyse le MSISDN pour
savoir dans quel HLR le MS est
enregistré, et interroge le HLR pour
obtenir des informations sur la
façon d'acheminer l'appel vers le
service MSC / VLR.93
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
3- HLR traduit MSISDN en IMSI, et
découvre que MSC / VLR est en
cours de servir MS. HLR vérifie
également le service «Transfert
d'appel à C-nombre". Si le service
est actif l'appel est réacheminé par
le GMSC à ce nombre,
probablement via PSTN.
4- HLR demande un numéro
d'itinérance, MSRN (Mobile Station
Roaming Number), de son MSC /
VLR. MSRN identifie le MSC / VLR.
94
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
5- MSC / VLR renvoie le MSRN via
HLR au niveau GMSC.
6- GMSC réachemine l'appel vers
le MSC / VLR, directement ou via
le RTPC.
7- Le MSC / VLR sait dans quelle
zone de localisation (LA) se
trouve MS. Un message de
paging est envoyé aux BSCs du
LA. (L’information de
correspondance entre cellules et
LA est stocké dans le contrôleur
BSC, mais conformément à la
spécification GSM, il peut aussi
être stocké dans le MSC).
95
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
8- Les BSCs distribuent le
message pading vers les BTS dans
le LA recherché. Les BTSs
transmettent le message sur
l'interface à l'aide de PCH (Paging
channel). Pour MS, IMSI
(International Mobile Subscriber
Identity) ou TMSI (Temporary
Mobile Subscriber Identity, qui est
valide uniquement dans la zone
actuelle de service MSC / VLR), est
utilisé.
9- Lorsque MS détecte le message
paging, il envoie une demande de
canal de signalisation, SDCCH.
96
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
10- BSC fournit un SDCCH, à l'aide
d’AGCH.
11- SDCCH est utilisé pour
l'appel mis en place des
procédures, comme dans le cas de
" Call from MS ", puis un TCH
est alloué. SDCCH est libéré. Le
téléphone mobile sonne, et
lorsque l'abonné répond la
connexion est établie.
97
PHASES D’UN APPEL
Phases de changement de localisation de
mobile
1. MS écoute BCCH (Broadcast Control Channel) dans la
nouvelle cellule pour trouver l’identité de la zone de
localisation (LAI- Location Area Identity). La nouvelle LAI
est comparée à l'ancienne. Si elles diffèrent, une mise à jour
de l'emplacement doit avoir lieu
2. MS établit une connexion avec le GSM / PLMN via SDCCH
(Stand-alone Dedicated Control Channel). L'authentification
est alors effectuée (à l'aide de HLR si la MS est inconnue dans
le MSC / VLR).
98
PHASES D’UN APPEL
Phases de changement de localisation de
mobile
3. MS envoie une demande de mise à jour de localisation au
système, si l'authentification a réussi. Si la nouvelle LA
appartient à une nouvelle MSC / VLR, HLR sera également
mis à jour.
4. La mise à jour de localisation est reconnu par le système,
et BTS et MS sont appelés à libérer le canal de
signalisation.
99
GSM : SUCCÈS ET LIMITATIONS
Succès du GSM
Succès européen grâce à la normalisation
Portée par une industrie télécom forte (Nokia, Ericsson)
A l'origine du développement des mobiles
Succès des SMS
Aujourd’hui, le monde compte 838 réseaux GSM représentant 4,4 milliards d’abonnés
Limitations du GSM :
Mauvaise gestion des ressources radio
Commutation de circuit
Ligne monopolisée dans tout le réseau pour un trafic de données de nature très sporadique
Coût des communications :
Tarif en fonction de la durée, pas de la quantité de données
Infrastructure lourde, peu flexible
Amélioration des débits avec HSCSD (High-speed circuit switched data) jusqu'à up 57.6 kbit/s.
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