Etude d'un réseaux UMTS

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique

Université 8Mai 1945 – Guelma Faculté des sciences et sciences de l’ingénierie

Département d’Electronique et Télécommunications

Mémoire de fin d'étude Pour l’obtention du diplôme de Licence Académique

Domaine : Sciences et Techniques Filière : Electronique et Télécommunication Spécialité : Télécommunication

ETUDE D'UN RESEAU UMTS

Présenté par : AMRANE Mohamed Lamine DJEBALA Hanan

Sous la direction de : M. KHALFALLAOUI Abderrazek

JUIN 2011

Nous tenons à remercier ‘’ ALLAH ‘’ le tout puissant de nous avoir

accordé la santé, le courage ainsi que la volonté d’entamer et de terminer

notre projet de fin d’étude.

Nous adressons nos vifs remerciements aux membres du jury d’avoir

accepté d’examiner et d’évaluer notre travail.

Nous remercions profondément notre encadreur M. Khalfallaoui

Abderrazek pour son excellent encadrement, sa vision objective sans

précédent sur tous les aspects concourants à la bonne réalisation de notre

mémoire.

Nous remercions également tous les professeurs qui sans leur savoir

et leur compétence, nous ne serions pas à ce niveau, ainsi que tout le

personnel du département Electronique et Télécommunications pour les

moyens offerts.

Que tous ceux qui, de près ou de loin ont contribué à l’élaboration de

ce modeste travail, trouvent ici l’expression de nos sentiments de

reconnaissance et de respect.

Sans Oublier notre Mère : L’ALGéRIE

REMECIEMENT

Amrane Med Lamine

Djebala Hanen

SOMMAIRE Introduction générale………………………………………………………………..……1

CHAPITRE CHAPITRE CHAPITRE CHAPITRE IIII :::: GEGEGEGENERALITNERALITNERALITNERALITESESESES

I. Introduction………………………………………………………………………………3

I.1 Historique de la téléphonie mobile…………..…………………………………………..3

I.1.1 1er Générations « 1G »………………….………………………………………….3

I.1.2 2ème Génération « 2G »………………….…………………………………………4

I.1.3 3ème Génération « 3G »………………….…………………………………………6

I.1.4 4ème Génération « 4G »…………………………………………………………….7

I.2 Généralité sur l’UMTS……………………………………………………………….….8

I.3 Caractéristiques d'un système UMTS………………………………………………..….9

I.3.1 L’organisation fréquentielle………………………………………………….…....10

I.3.2 L’organisation temporelle………………………………………………………....11

I.4 L’étalement de spectre...…………………………………………………………….....11

I.5 Spectre des fréquences...…………………………………………………………….…12

I.6 Couverture globale de l’UMTS………………………………………………………...12

I. Conclusion………………………………………………………………………….…….13

I. Références bibliographiques……………….…………………………...………….…….13

CHAPITRE IICHAPITRE IICHAPITRE IICHAPITRE II :::: ARCHITECTURE DE L’UMTSARCHITECTURE DE L’UMTSARCHITECTURE DE L’UMTSARCHITECTURE DE L’UMTS

II. Introduction………………………………….…………………………………….……14

II.1 Architecture de l’UMTS…………………….…………………………………………14

II.1.1 UE ‘User Equipement’………………….…………………………………….…..16

II.1.1.1 Protocole d’interface radio Uu……….…………………………………….….18

II.1.1.1.1 La couche Physique…………………….………………………………….18

II.1.1.1.2 La couche MAC…………………………….……………………………..18

II.1.1.1.3 La couche RLC………………………………….……………….…….......19

II.1.1.1.4 La couche PDCP…………………………………….…………….…........19

II.1.1.1.5 La couche BMC………………………………………….………..………19

II.1.1.1.6 La couche RRC………………………………………………..…..……....19

II.1.2 UTRAN (UMTS terrastial RAN)………………………………………..…….….20

II.1.2.1 Radio network controller (RNC)………………………………………....…...21

II.1.2.2 Node B………………………………………………………………..……….23

II.1.3 CN ‘Core Network’…………………………………………………….…….……24

II.1.3.1 Domaine à commutation de circuits : Domaine CS………………………..…..25

II.1.3.2 Domaine à commutation de paquets : Domaine PS…………………………....27

II.1.4 EN ‘External Network’……………………………………………………………28

II.2 Capacité d’accès radio des terminaux…………………………………………………..29

II. Conclusion…………………………………………………………………………..……32

II. Références bibliographiques……………………………………………………………...32

CHAPITRE IIICHAPITRE IIICHAPITRE IIICHAPITRE III :::: WWWW----CDMACDMACDMACDMA

III. Introduction……………………………………….……….……………………………33

III.1 Présentation du W-CDMA………………………….…….…………………….……..33

III.2 Principe d’étalement et désétalement……………………..………………..………….34

III.2.1 L’étalement…………………………………………………..………………...…34

III.2.1.1 L’étalement par sauts de fréquences………………………..………….……...34

III.2.1.2 L’étalement par séquence directe (DS-CDMA)………....…...……………….35

III.2.2 Le desétalement……………………………….………….…….....………….…...36

III.3 Principales caractéristiques de W-CDMA……………….…….…..……..……..….….37

III.4 Les codes d'étalement………………………………………..…….....……….…….…37

III.5 Concept du W-CDMA……………………………………….….…......……………...39

III.6 Les multiplexages……………………………………………..……………...…….......39

III.6.1 Le FDD-W-CDMA………………………………….….………..……...……….39

III.6.2 Le TDD-W-CDMA……………………………………..….…….….…………...40

III.6.3 Comparaison entre le mode FDD et le mode TDD………….......…..………...….41

III.7 Les Interfaces Radio W-CDMA…………………..………………..…...…..…...........43

III.7.1 Caractéristiques des cellules……………………….………….….…….………...43

III.8 Les principaux avantages du W-CDMA…………………….…….….……...………..45

III.9 Les contraintes du W-CDMA…………………………………..….………….…..…..46

III.10 Les Protocoles de l’interface radio…………………………………………….……...47

III. Conclusion………………………………………………………...…….....………….…49

III. Références bibliographiques………………………………………...…….……...……..49

Conclusion générale…………………………………..…………………………..………….50

FIGURES Fig.I.1 : Bandes de fréquences pour l’IMT-2000

Fig.I.2: Utilisation de la Bande de Fréquences pour l’UMTS

Fig.I.3: Structure de trame de l’UMTS

Fig.I.4 : Allocation du spectre pour les systèmes IMT-2000

Fig.I.5: Couverture globale de l’UMTS suivant une structure hiérarchique de cellules

Fig.II.1: Architecture globale du système UMTS

Fig.II.2 : Elément de réseau d’un PLMN UMTS

Fig.II.3: Protocole d’interface radio Uu

Fig.II.4: Architecture UTRAN

Fig.II.5: Serving RNC et Drift RNC

Fig.II.6 : Architecture d’un Réseau Cœur

Fig.II.7 : Réseau Externe

Fig.III.1: Technique de sauts de fréquences Fig.III.2: l’étalement Fig.III.3: désétalement Fig.III.4: Etalement de spectre

Fig.III.5: Matrices Hadamard

Fig.III.6: mode FDD

Fig.III.7: mode TDD Fig.III.8: les Couches interface

TABEAUX

Tab.I.1 : Les capacités théoriques de l'UMTS en termes de débit

Tab.II.1 : combinaison de paramètre d’accès radio des terminaux pour le décodage dans le sens descendant Tab.II.2: combinaison de paramètre d’accès radio des terminaux pour le décodage dans le sens montant Tab.III.1: paramètre du mode FDD

Tab.III.2: paramètre du mode TDD

Tab.III.3: Comparaison entre FDD W-CDMA et TDD TD/CDMA

Tab.III.4: Supports de services requis

Chapitre I Introduction

Etude d’un Réseau UMTS 1

INTRODUCTION GENERALE

Aujourd’hui, tout le monde parle de la téléphonie 3G, ou téléphonie de 3e génération.

Néanmoins, avant d’arriver à la 3G, il y a eu de grandes évolutions de la téléphonie mobile.

Tout a commencé avec la téléphonie 0G, ou ‘téléphone radio‐mobile’. Cette

technologie était surtout présente dans les voitures avec des systèmes embarqués. L’exemple

principal est le système ARP (Auto Radio Puhelin), lancé en Finlande en 1971. Ce sont des

téléphones analogiques assez conséquents, très gourmands en énergie et nécessitant une

antenne de près de 1 mètre de long (d’où l’intégration dans les voitures) : ils n’auraient jamais

pu être portatifs comme à l’heure actuelle.

Puis, est apparue la téléphonie 1G. C’était en quelque sorte une évolution de la 0G

puisque maintenant le « hand‐over » est possible grâce à une signalisation numérique

(identification sur le réseau). Néanmoins, la transmission de la voix reste analogique et le

système reste avant tout embarqué dans les voitures. Il faudra attendre 1991, date de

lancement de Poctel, premier téléphone 1G (21 000 Fr à l’achat en 1991).

En 1987, la norme GSM voit le jour, mais ce n’est que bien plus tard, à la fin du XXe

siècle, que la technologie GSM va être exploitée. Son principal atout, qui aura fait le succès,

c’est sa « numérisation ». En effet, la voix est convertie numériquement et compressée afin de

créer un réseau « tout numérique ». L’aire de la téléphonie 2G ne fait que commencer.

Ensuite, vinrent se greffer à cette technologie, des améliorations qui ont exploitées au

maximum la 2G, tant au point de vue équipement, qu’au point de vue débits. Seul bémol : les

droits de licence qui ont couté cher. Le premier exemple est le GPRS (General Packet Radio

System), qui permet d'obtenir des débits théoriques de l'ordre de 114 kbit/s, plus proche de 40

kbit/s dans la réalité (2,5G). Le deuxième exemple est la norme EDGE (Enhanced Data Rates

for Global Evolution, présentée comme 2.75G, qui quadruple les améliorations du débit de la

norme GPRS en annonçant un débit théorique de 384 Kbps, ouvrant ainsi la porte aux

applications multimédias (en réalité la norme EDGE permet d'atteindre des débits maximum

théoriques de 473 kbit/s, mais elle a été limitée afin de se conformer aux spécifications

(IMT ‐2000 et de l’ITU).

Enfin, cela nous amène à introduire sur la technologie 3G, à savoir l’UMTS. Sa bande

de fréquence attribuée est plus large que celle du GSM et même si la version actuelle est

encore limitée à 384 Kbps en réception et à 64 kbps en émission dans des conditions

optimales (en mouvement, le débit tombe à 144 kbps), le débit théorique maximal pourra

atteindre 2 Mbps (en situation fixe).

Chapitre I Introduction


Nous allons étudier l’architecture et le fonctionnement de cette nouvelle technologie et

mettre en avant ses atouts. En première partie, nous verrons un rappel historique dans le

monde des réseaux de télécommunications, on parcourra les réseaux de première génération

qui étaient généralement analogiques, ensuite les réseaux de la seconde génération. Qui sont

le départ de la nouvelle génération UMTS est en terminent par les réseaux de la quatrième

génération. Puis, nous présentons l’architecture et le fonctionnement du réseau UMTS. Enfin

nous terminons par la technique W-CDMA qu’est utilisé dans l’accès au réseau UMTS.

Chapitre I Généralités


I. Introduction

La communication est l’une des richesses les plus fondamentales de toute société

organisée. Déjà l’invention en 1876 du téléphone a été une avancée révolutionnaire pour

homme qui avait dorénavant trouvé un moyen pour communiquer en temps réel avec des

points de l’espace de plus en plus lointains, débarrassé de la contrainte d’une présence

physique au côté de son interlocuteur. Le début des années quatre-vingt-dix pour voir

apparaître les premiers systèmes de téléphonie mobile efficaces, économiques et universels

répondant aux exigences d’interconnexion et de mobilité du monde contemporain. Depuis,

l’évolution des réseaux mobiles se fait à une vitesse céleste passant en une dizaine d’année de

la deuxième génération aux réseaux dits de troisième générations qui offriront aux usagers

non seulement une mobilité et une inter connectivité à l’échelle planétaire, mais aussi des

services comparables à ceux offerts par les infrastructures existantes des réseaux d’opérateurs

fixes.

I.1 Historique de la téléphonie mobile

I.1.1 1er Générations « 1G »

Les systèmes mobiles de la première génération, qui font appel à la transmission

analogique des communications vocales, ont été lancés au début des années 80. Le service

téléphonique mobile avancé (AMPS, Advanced Mobile Phone Service) a vu le jour en 1983 à

Chicago [1]. Ce système a recours à la technique AMRF (accès multiple par répartition en

fréquence) dans la bande de fréquences des 800-900MHz (et après dans la bande des 1800-

2000MHz également). Le système AMPS est le système analogique le plus utilisé et occupe le

deuxième rang mondial avec quelque 50 millions d’abonné, principalement en Amérique du

Nord[1]. Les limitations liées au mode AMPS sont une faible capacité d’appel, un spectre

limité, une communication de données inadéquate, une confidentialité restreinte et une

médiocre protection contre les fraudes. Le service téléphonique mobile analogique à bande

étroite (NAMPS, Narrowband Analogue Mobile Phone Service) est une solution transitoire

qui permet de remédier à la faible capacité d’appel. Le système NAMPS couple le traitement

vocal avec la signalisation numérique, ce qui multiplie par trois sa capacité. Environ 35 pays,

dont les Etats-Unis, utilisent la technique NAMPS[1].

Le système téléphonique mobile nordique (NMT, Nordic Mobile Telephone) a été

conçu par des opérateurs de télécommunications (y compris l’administration des

télécommunications) et des équipementiers des pays nordiques plus d’autres pays.



La participation des autres pays dans la conception de NMT s’est révélé

ultérieurement bénéfique pour les équipementiers Nokia et Ericsson, qui comptent parme les

premiers fabricants mondiaux de combinée mobiles. Le système NMT a été mis en service en

1981[1], fonctionnant au début dans la bande des 450MHz puis dans la bande des 900MHz

par suite de contraintes en matière de capacité. A la fin du dernier siècle, Il est encore utilisé

par environ 4.5 millions de personnes dans environ de 40 pays, notamment les pays

nordiques, l’Asie, la Russie et d’autres pays de l’Europe de l’Est.

Le système de communication à accès total (TACS, Total Access Communications

System) a d’abord été exploité au Royaume-Uni en 1985[2]. Il a été conçu à partir du système

AMPS pour fonctionner à la fois dans la bande des 800MHz et celle des 900MHz. Quelques

parties de la bande 900MHz sont souvent utilisées pour la version dite étendue (ETACS). À la

fin de 1998, environ 15 millions de personnes dans le monde utilisaient le système TACS. A

ces principales normes viennent s’ajouter de nombreux systèmes exclusifs pour les systèmes

analogiques de première génération et d’autres systèmes qui ont été peu vendus à l’extérieur

de leur pays d’origine, notamment en France, en Allemagne, en Italie et au Japon.

I.1.2 2ème Génération « 2G »

Les systèmes numériques de deuxième génération ont été mis au point dans les années 80, ils

ont été commercialisés au début des années 90. Les techniques cellulaires numériques

présentent de nombreux avantages par rapport aux techniques analogiques, le principal atout

étant une capacité accrue grâce à une utilisation plus efficace du spectre radioélectrique. Autre

facteur positif, la transmission numérique permet d’acheminer non seulement la voix mais

aussi des données à travers le spectre des fréquences radioélectriques, prenant en charge des

applications telles que le service de mini messagerie (SMS, Short Message Service) et le

courrier électronique. La téléphonie numérique améliore également la sécurité des

transmissions de la voix et des données, les signaux étant inintelligibles pour les balayeurs

MF et le flux binaire pouvant être aisément chiffré. Enfin, les réseaux numériques sont

exploités à une puissance plus faible, en effet les combinées peuvent dont être plus compacts

et plus légers ; avec une durée d’utilisation plus longue des piles et moins d’inquiétude pour

la santé. Le système mondial de communication mobile (GSM, Global System for Mobile

Communication) a été le premier système cellulaire numérique commercialement exploité. Le

GSM a été mis au point dans le cadre d’une initiative politique européenne soutenue par la

Commission européenne ainsi que par les exploitants des télécommunications et les

équipementiers dans le but de promouvoir l’harmonisation régionale des réseaux cellulaires.



L’abréviation GSM vient à l’origine de l’expression Groupe spécial mobile, groupe

qui a été constitué au début des années 80 par la Conférence des administrations européennes

des postes et télécommunications (CEPT), organe comprenant les administrations des

télécommunications de 26 pays européens [1]. Le groupe avait pour objet d’établir la

spécification d’un réseau de communication mobile numérique paneuropéen. Fondé en 1989,

l’Institut européen des normes de télécommunication (ETSI) a été chargé d’élaborer la norme

GSM. Le système GSM fait appel à la technique AMRT (accès multiple par répartition dans

le temps) et fonctionne dans les bandes de fréquences des 900, 1800 et 1900MHz. L’opérateur

mobile finlandais Radiolinja a créé le premier réseau GSM en 1991. La norme GSM a été

adoptée par tous les pays européens et a connu autant de succès sur les autres continents.

C’est la norme dominante des services cellulaires avec plus de 45% du nombre total

d’abonnés dans le monde en avril 1999[1].

Le système AMRT IS-136 est la version numérique améliorée de la technique

analogique AMPS utilisée dans les bandes de fréquences des 800 et 1900MHz. Initialement

appelé D-AMPS, ce système a été mis en service à la fin de 1991 pour protéger les importants

investissements que les fournisseurs de services avaient effectués dans la technologie AMPS.

Les opérateurs envisageaient de procéder à une transition du système AMPS vers le système

D-AMPS en superposant à leurs réseaux existants une architecture AMRT, les mêmes

fréquences et canaux radioélectriques étant utilisés. Les services numériques AMPS ont été

lancés dans quelque 70 pays dans le monde. En mars 1999, près de 22 millions de combinés

AMRT étaient en circulation, les principaux marchés étant ceux des Amériques et de certaines

régions d’Asie.

La norme PDC (communications cellulaires numériques personnelles) est la deuxième

norme numérique la plus importante dans le monde en ce qui concerne les systèmes mobiles,

bien que le système PDC soit exploité exclusivement au Japon où il a été introduit en 1994.

Initialement appelé système JDC (Japan Digital Cellular), le système PDC, comme les

systèmes GSM et AMRT IS-136, repose également sur la technologie des 800 et 1500MHz.

En mars 1999, on comptait quelque 41.5 millions d’abonnés PDC. Le système PHS (Personal

Handyphone System) est un système numérique utilisé au Japon et lancé pour la première fois

en 1995. Il ne s’agit ni d’une technique cellulaire ni d’une technique sans cordon mais d’un

système intermédiaire. Le coût des combinés, l’abonnement mensuel et le tarif des

communications étant moins élevés, ce système représente une alternative moins chère au

cellulaire. Son usage est particulièrement intéressant dans les zones densément peuplées où la

technique cellulaire peut poser des problèmes, notamment dans les lieux très fréquentés tel



que stations de métro, immeubles de bureaux et galeries marchandes. Le nombre d’usagers

PSH a rapidement augmenté dans un premier temps. Toutefois, lorsque les tarifs du cellulaire

ont commencé à se rapprocher de ceux du PHS, le nombre des abonnés a fortement baissé à

cause de certaines faiblesses du système, par exemple une couverture moins large (chaque

station PHS ne couvrant que 200 mètres environ) et un usage limité dans des véhicules en

déplacement. Les fournisseurs de systèmes PHS tentent de revenir sur la scène en mettant en

avant leur meilleure qualité vocale, leur coût de maintenance plus bas et de nouveaux débits

de données plus élevés (64 kbits/s). Ont également été mis en service des téléphones bimode

qui permettent la commutation entre le système PHS et le cellulaire. A la fin de mars 1999, on

comptait quelque 5.77 millions d’abonnés PHS.


L’UIT (Union International Des Télécommunications), dont l’un des rôles est d’établir

des normes mondiales dans le domaine des télécommunications, n’a pas publié de

recommandations techniques concernant les systèmes mobiles de première génération ou de

deuxième génération, ais de nombreuses recommandations traitent de la manière dont ces

techniques interagissent avec d’autres techniques. Il en résulte l’exploitation de divers réseaux

cellulaires mobiles incompatibles. Cela tient principalement au fait que ces systèmes

cellulaires mobiles étaient conçus pour rester des réseaux nationaux en matière d’itinérance. A

la fin des années 80, l’UIT a commencé à élaborer des systèmes de troisième génération (3G)

en portant son attention sur la nécessité d’harmoniser, sur le plan mondial, les normes

relatives au spectre des fréquences radioélectriques et aux interfaces radioélectriques. Compte

tenu de la croissance impressionnante du cellulaire mobile, les membres de l’Union ont dû

entreprendre d’élaborer des normes en ce qui concerne les systèmes 3G. Les nouveaux

principes de transmission et des services de haut-débits avec HSCSD( High- Speed Circuit-

Switched Data), le GPRS( General Packet Radio Service) et le EDGE ( Enhanced Data Rates

for GSM Evolution). L’UMTS est le successeur du GSM de la troisième génération qui est

retro-compatible avec le GSM[5].



Fig.I.1 : Bandes de fréquences pour l’IMT-2000[2]


Enfin, maintenant le développement à était arrivé à la 4eme génération à cause de

développement rapide des services de partage audio/vidéo (Youtube, Flickr), media streaming

(VoIP Voice over IP, Vod Video on Demand), réseaux sociaux (Facebook, MySpace) dans le

domaine filaire... génère de grandes quantités de données. Par ailleurs, un large nombre

d’équipements qui permet d’accéder aux services sont disponibles aux utilisateurs tels que :

ordinateur portable, PDA « Personal digital assistant », smartphone, « notebook enabled

modem » ... L’utilisateur a donc besoin d’utiliser ces services avec la même expérience sur le

domaine sans-fil, en particulier sur les réseaux cellulaires qui permettent à l’utilisateur d’être

connecté accéder n'importe quand, n'importe où. Ces données vont produire un débit élevé sur

ces réseaux qui s'intéressent principalement au service de voix, pas aux services de données

[2].

Les services de données sont différents des services de voix par: le débit très variable,

la QoS « Quality of Service » différente pour chaque utilisateur/service, l'utilisation fréquente

de connexion IP. Les équipements ont donc tendance à utiliser des connexions natives IP sans

traduction et filtrage pour supporter efficacement ces services. L’évolution du coeur des

réseaux téléphonies arrive à une architecture “tout IP” qui supporte plus efficacement les



connexions IP et un réseau entièrement par commutation des paquets facilite les mécanismes

de QoS et l’utilisation plus efficace des ressources.

En général, LTE (Long Term Evolution) a pour but d'offrir un haut débit dans le sens

montant et descendant, de réduire le délai d'accès, d'utiliser une bande passante de manière

flexible, et d'inter-fonctionner avec les réseaux existants (3GPP 3rd Generation Partnership

Project et non-3GPP). Cela permet à l'opérateur de fournir des services tels que VoIP, vidéo-

conférence, jeux vidéo en ligne, IPTV, et l'autre service des données interactifs [2].

I.2 Généralité sur l’UMTS

L’Universal Mobile Télécommunication System (UMTS) est la nouvelle norme de

téléphonie mobile, appelée aussi téléphonie de troisième génération ou 3G. Les puristes préfèrent

utiliser le terme W-CDMA (Wide band Code Division Multiple Access) qui reprend le nom de la

technologie déployée en Europe et par certains opérateurs asiatiques. Cette technologie permet de

faire transiter d’avantage de données et va permettre l’apparition de contenus multimédias sur les

téléphones mobiles tel la visiophonie. On parlera alors plutôt de terminaux multimédias. Ainsi, en

plus de ces évolutions technologiques, la troisième génération doit répondre à la notion de qualité,

de variété, de capacité et de couverture.

L’UMTS permet des améliorations substantielles par rapport au GSM, notamment :

- elle rend possible un accès plus rapide à Internet depuis les téléphones portables, par

un accroissement significatif des débits des réseaux de téléphonie mobile ;

- elle améliore la qualité des communications en tendant vers une qualité d’audition

proche de celle de la téléphonie fixe ;

- elle permet de concevoir une norme compatible à l’échelle mondiale, contrairement

aux technologies actuelles (les normes utilisées aux Etats-Unis et au Japon ne sont pas

toutes compatibles avec le GSM) ;

- elle répond au problème croissant de saturation des réseaux GSM, notamment dans les

grandes villes.

Les technologies développées autour de la norme UMTS conduiront à une amélioration

significative des vitesses de transmission avec des débits supérieurs à 384Kb/s et pouvant

aller jusqu’à 2.000Kb/s (en zone urbaine, avec une mobilité réduite). De tels débits sont

significativement supérieurs à ceux permis tant par les réseaux GSM actuels (9,6Kb/s) que par

leurs évolutions (GPRS à 56 Kb/s).



Cette amélioration des débits est rendue possible par l’évolution des technologies radio qui

autorise une meilleure efficacité spectrale et l’exploitation de bandes de spectre de fréquence

supérieure à celles utilisées par la technologie GSM. Alors que les réseaux GSM déployés au

cours des dernières années reposaient sur l’utilisation de bandes de fréquences autour de

900MHz et de 1800 MHz, la norme UMTS exploitera de nouvelles zones du spectre

(notamment les bandes 1920-1980 MHz et 2110-2170 MHz)

Environnement

fixe

Mobilité réduite

(~3km/h)

Mobilité moyenne

(~120 km/h)

UMTS 2 Mbit/s 384 kbit/s 384 kbit/s

GPRS 171 kbit/s 110 kbit/s 110 kbit/s

Tab.I.1 : Les capacités théoriques de l'UMTS en termes de débit [2]

I.3 Caractéristiques d'un système UMTS[6]:

Depuis 1985, l’Union Internationale de Télécommunications (UIT ou ITU en anglais)

réfléchit à un système de troisième génération, initialement appelé Futur Public Land Mobile

Téléphone System FPLMTS, mais actuellement connu sous le nom d’IMT 2000. L'idée

fondatrice du système 3G est d'intégrer tous les réseaux de deuxième génération du monde

entier en un seul réseau et de lui adjoindre des capacités multimédia (haut débit pour les

données). Le principe du système est souvent résumé dans la formule « anyone, anywhere,

anytime », signifiant que chacun doit pouvoir joindre ou être joint n’importe où et n’importe

quand. Le système doit donc permettre l’acheminement des communications

indépendamment de la localisation de l’abonné, que celui-ci se trouve chez lui, au bureau, en

avion…etc.

Le choix de la technologie 3G prendra en considération des facteurs techniques,

politiques et commerciaux.

Les facteurs techniques concernent la fourniture des débits demandés et la

performance du réseau. Politiquement, les différents organismes de normalisation doivent

parvenir à un accord et prendre en compte les spécificités régionales.

Enfin, les investissements engagés par les opérateurs dans les systèmes existants

laisseraient à penser qu’il faut choisir un système 3G compatible avec les réseaux 2G, tandis

que bien sûr les constructeurs pencheraient plutôt pour un nouveau système qui leur ouvrirait

de belles opportunités commerciales.



Les autres principales caractéristiques à respecter sont :

- l’assurance en mobilité d’un débit de 144 kbits/s (de préférence 384 kbits/s) partout où

le service est assuré.

- l’assurance dans certaines zones (de mobilité limitée) d’un débit de 2 Mbits/s ;

- une haute efficacité spectrale par rapport aux systèmes 2G ;

- une haute flexibilité pour permettre aisément l’introduction de nouveaux services.

- Les débits ont été spécifiés à partir des débits proposés par le Réseau Numérique à

Intégration de Service (RNIS ou ISDN en anglais): 144 kbits/s qui correspond à

l’accès de base destiné au grand public pour le RNIS : 2 canaux B d’usager à 64

kbits/s + 1 canal D de signalisation à 16 kbits/s 384 et 1920 kbits/s qui correspondent

à l’accès aux canaux RNIS de type H0 et H12.

I.3.1 L’organisation fréquentielle :

Les bandes de fréquences allouées pour l’IMT 2000 sont 1885-2025 MHz et 2110-

2200 MHz.

L’UMTS propose la répartition suivante :

Fig.I.2: Utilisation de la Bande de Fréquences pour l’UMTS [1]

La division duplex dans les bandes dite “appairées”, c’est à dire 2.60 MHz, est

fréquentielle. L’écart duplex vaut 190 MHz. On utilise dans ces bandes un accès W-CDMA.

La division duplex dans les bandes dite “non appairées”, c’est à dire 35 MHz et 15 MHz, est

temporelle. On utilise dans ces bandes un accès TD-CDMA.

Les deux modes d’accès doivent être harmonisés pour favoriser la réalisation de

terminaux bi-modes TDD / FDD à bas coûts.

D’une manière générale, le mode FDD est bien adapté à tous les types de cellules, y

compris aux grandes cellules, mais n’est pas très souple pour gérer des trafics asymétriques.

Quant au mode TDD, il permet d’adapter le rapport de transmission

montante/descendante en fonction de l’asymétrie du trafic, mais exige une synchronisation

des stations de base et n’est pas bien adaptée aux grandes cellules à cause des temps de garde

trop importants.



Les deux bandes restantes sont réservées à la composante satellitaire de l’UMTS, non

encore étudiée.

I.3.2 L’organisation temporelle :

L’organisation temporelle de l’UMTS est basée sur une supertrame de 720 ms,

comportant elle-même 72 trames.

Fig.I.3: Structure de trame de l’UMTS [1]

I.4 L’étalement de spectre

L’étalement de spectre se fait en deux étapes. La première, dite de « channelization »

ou de « spreading », transforme chaque symbole de données en un certain nombre de chips.

La seconde, dite de « scrambling »+, s’applique aux chips.

Ces deux étapes sont nécessaires :

- pour séparer les différentes applications issues d’une même source, utilisation des

séquences de Hadamard ;

- pour séparer différentes stations de bases :

- en mode FDD : utilisation des séquences de Gold, de période 10 ms, à 3,84Mchips/s ;

- en mode TDD : utilisation de codes de longueur 16 ;

- pour séparer différents mobiles :

- en mode FDD : utilisation de séquences de Gold longues, de période 10 ms ou des

séquences courtes, de période 256 chips.

- en mode TDD : utilisation de codes de période de 16 chips et de midambules de

différente longueur suivant l’environnement.

I.5 Spectre des fréquences

Les bandes de fréquences ont été définies en 1992 puis retouchées en 2000. Les bandes

spectrales pour les composantes terrestres et par satellite des systèmes IMT-2000 sont 806-

960Mhz, 1710-2020Mhz, 2110-2300Mhz et 2500-2690Mhz.



Fig.I.4 : Allocation du spectre pour les systèmes IMT-2000 [3]

I.6 Couverture globale de l’UMTS

La couverture globale de la planète s’organise en une structure cellulaire hiérarchisée qui

assurera l’itinérance (roaming) mondiale. Au sommet de la hiérarchie se trouvent les satellites qui

assurent une couverture sur l’ensemble de la planète. Le réseau terrestre radio lui s’occupe de la

couverture terrestre suivant une répartition en macro, micro et picocellules. Les macrocellules

couvrent les zones suburbaines et rurales, les microcellules les zones urbaines (forte densité

d’utilisateurs) et les picocellules les zones bien définies telles les immeubles, les environnements

intérieurs (indoor) [4].

Fig.I.5: Couverture globale de l’UMTS suivant une structure hiérarchique de cellules [4]



I. Conclusion

L’UMTS (Universal Mobile for telecommunication system) fait partie des tout

derniers systèmes de télécommunication, il est encore dans sa phase de développement. Grâce

à son haut débit et la largeur de sa bande de fréquence, il est arrivé à exploiter d’une façon

très prometteuse les avantages de la technologie de la 3 ème génération ; ainsi en plus de

services traditionnellement connus dans la deuxième génération ; d’autre services imposés par

les besoins de l’utilisateur ont vu le jour en l’occurrence la transmission des images de vidéo

et la consultation sur Internet à haut débit et autres. Dans le chapitre suivant on va présenter

l’architecture et le fonctionnement générale d’un réseau UMTS.

I. Références bibliographiques :

[1] Mémoire fin d’étude Mr. KECHKOUCHE Mustapha ‘Etude des services et application

offerts par l’UMTS’ ITO Promotion : IGE 24

[2] HARRI HOLMA et ANTTI TOSKALA « UMTS les réseaux de troisième génération »

Edition O.E.M. 2001

[3] Javier Sanchez & Mamadou Thioune « UMTS » Edition : Hermes Science.

[4] Thèse de Rani MAKKE « Qualité de Service et Performances des protocoles de

transport dans l'UTRAN ». Ecole National des Télécommunications Telecom Paris 2003

[5] http://code.ulb.ac.be/files/Hic2005mastersthesis.pdf

Chapitre II Architecture de l’UMTS


I. Introduction

Dans ce chapitre on va donner un aperçu sur l’architecture du système UMTS ainsi

qu’une introduction des éléments logiques et leurs fonctionnements, et de différentes

interfaces. L’architecture du système UMTS est similaire à celle de la plupart des réseaux de

deuxième génération, voir à celle de certains réseaux de première génération.

Le développement de l’UMTS fut initié par l’Europe à la fin de l’année 1980,

poursuivi à l’échelle mondiale jusqu'à ce jour. L’UMTS se voulant être une norme

universelle, des travaux de standardisation s’effectuent à un niveau mondial au sein du 3GPP

« Third Generation Partnership Project » depuis décembre 1998. Ce groupe rassemble les

organismes de standardisation européen, japonais, américain, sud-coréen et depuis 1999

l’organisme chinois. L’objectif de ce groupe est de créer un système cellulaire de troisième

génération utilisant la technologie CDMA large bande (W-CDMA) et permettant

l’interopérabilité avec le GSM et ses évolutions (HSCSD High-Speed Circuit-Switched Data GPRS

General Packet Radio Service et EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution).

En octobre 2001, au Japon, a eu lieu le déploiement commercial du système FOMA

(troisième génération au Japon) fondé pour l’essentiel sur les spécifications techniques de

l’UMTS. Tandis que le système UMTS a été testé pour la première fois en Europe entre 2001

et 2002 à l’île de Man et à Monaco. Les premiers déploiements commerciaux de l ‘UMTS en

Europe (Grande-Bretagne et Italie) ont eu lieu en mars 2003.

II.1 Architecture de l’UMTS [1]

Le réseau du système UMTS est composé de plusieurs éléments, ces éléments sont

répartis en deux groupes. Le premier groupe correspond aux réseaux d’accès radio (RAN

radio access network ou UTRAN : UMTS terrastial RAN) qui supporte toutes les

fonctionnalités radio. Quant au deuxième groupe il correspond au réseau cœur (CN core

network) qui est responsable de la communication et du routage des communications (voix et

données) vers les réseaux externes. Pour compléter le système, on définit également le

terminal utilisateur (UE user equipment) qui se trouve entre l’utilisateur proprement dit et le

réseau d’accès radio la figure FIG.II.1 présente l’architecture globale du système UMTS.



Fig.II.1 : Architecture globale du système UMTS

Du point de vue de la normalisation et des spécifications, le terminal utilisateur et le

réseau d’accès radio supportent de nouveaux protocoles qui doivent être capables de répondre

aux besoins de la nouvelle interface air W-CDMA. En revanche, de nombreuses caractéristiques

et fonctionnalités du réseau cœur proviennent des réseaux GSM. Ce dernier point est un avantage

indéniable qui permettra de faciliter l’introduction de l’UMTS ainsi que le roaming.

Il est courant de regrouper les différents éléments du réseau UMTS en différents sous-

systèmes. Le système UMTS est modulaire ; c’est à dire qu’il est possible d’avoir plusieurs

éléments de réseau du même type dans le même réseau. Bien évidemment un réseau opérationnel

doit comprendre au minimum un élément de chaque type. Notons tout de même que de fait que

certaines fonctionnalités sont opérationnelles les éléments correspondant le sont aussi. Le fait de

pouvoir déployer plusieurs éléments du même type permet de diviser le système UMTS en sous-

système qui peuvent soit être indépendants soit fonctionner en relation avec d’autre sous-système.

Il est d’usage d’appeler de tels sous-systèmes PLMN « public land mobile network ».

Généralement, un PLMN correspond à un opérateur connecté à d’autres PLMN ainsi qu’à

d’autre types de réseau tels que les réseaux RTCP (réseau téléphonique commuté public) et RNIS

(réseau numérique à intégration de services) et autres réseaux de transmission de données. La

figure FIG.II.2 présente les différents éléments d’un réseau UMTS correspondant à un seul

opérateur ainsi que les différentes interfaces.



Fig.II.2 : Elément de réseau d’un PLMN UMTS

II.1.1 UE (User Equipement) :

L’UE se compose de deux partis:

• Terminal mobile (ME Mobile Equipment) L’équipement mobile est chargé de la

transmission radio et des procédures associées, il utilise l’interface Uu pour la communication

radio. Il est encore divisé en deux parties : la terminaison mobile (MT : Mobile Termination) et

l’équipement terminal (TE : Terminal Equipement). [3]

La terminaison mobile assure la transmission de l’information vers le réseau UMTS (ou

autre) à travers l’interface radio et applique les fonctions de modulation, de correction d’erreurs,

d’étalement de spectre et d’autre encore qui lui sont l’intermédiaire d’un adaptateur, est la partie

de l’UE où les données d’information sont générées en émission ou traitées en réception.

Le MT et le TE peuvent faire partie d’un équipement unique ou être séparés en deux

équipements. Le TE peut être par exemple, un ordinateur portable et le MT un terminal mobile

utilisé comme modem. [3]

• La carte USIM (UMTS Subscriber Identity Module) [4] est une carte à puce qui stocke

identité de l’abonner, les algorithmes et les clefs d’authentification, les clefs de chiffrement que

certaines données relatives à l’abonnement de l’utilisateur qui sont nécessaires au niveau du

terminal. L’USIM est une application qui permet à l’abonné d’accéder aux services souscrits.

Elle gère également les informations associées à la souscription de l’abonné et les procédures

d’authentification et de chiffrement. L’USIM réside dans la carte à puce (Smart Card) appelée

UICC (UMS Integrated Circuit Card) Les informations contenues dans l’USIM comprennent :



- des informations permettant l’identification de l’UICC: un numéro unique associé à la carte

et à son utilisateur.

- la langue ou les langues à utiliser.

- le répertoire des applications.

- l’IMSI et le(s) MSISDN(s).

- les clefs de chiffrage.

- les codes pour les appels d’urgence.

- les messages courts et les paramètres associés.

- la liste des services et le nom de ses fournisseurs.

- la liste des porteuses à utiliser pour la sélection d’une cellule.

Comme en GSM, en UMTS, le numéro IMSI (International Mobile Subscriber Identity)

permet au réseau d’identifier l’abonné de manière unique. Ce numéro n’est pas connu de

l’utilisateur. Pour être appelé, l’abonné peut se voir attribuer un ou plusieurs numéros MSISDN

(Mobile Station ISDNNumber), chacun d’entre eux peut être associé aux services, éventuellement

personnalisés, auxquels il a souscrit.

• L’interface Cu qui correspond à l’interface électrique entre la carte USIM et le terminal.

Cette interface suit le format standard des cartes à puces

• L’interface Uu . Il s’agit de l’interface air W-CDMA grâce à laquelle le terminal

utilisateur a accès à la partie fixe du système. Cette interface est ouverte .ce qui permet à de

nombreux constructeurs de terminaux de proposer leurs produits sans nécessairement développer

leurs propres stations de base.



II.1.1.1 Protocole d’interface radio Uu : [6]

Fig.II.3: Protocole d’interface radio Uu

Le protocole mis en œuvre entre un terminal mobile et le réseau d’accès radio du

système UMTS est le protocole d’interface radio Uu. Cette interface est composée de

plusieurs couches et de canaux :

II.1.1.1.1 La couche Physique :

Elle assure les fonctions suivantes :

- le codage/ décodage canal pour la protection contre les erreurs sur les canaux de transport.

- le multiplexage de plusieurs canaux de transport en un bloc composite.

- l’adaptation de débit qui consiste à rajouter ou à retirer des bits de projection pour ajuste la

taille des données à la capacité du canal physique.

- la modulation et l’étalement de spectre.

- la synchronisation en fréquence et en temps.

II.1.1.1.2 La couche MAC :

Elle gère l’accès au médium de transmission à travers un ensemble de fonctions :



- l’association des canaux logiques avec les canaux de transport.

- la communication sur ordre de RRC du type de canal de transport associé à un canal

Logique.

- le contrôle de volume de trafic sur chaque canal de transport actif à l’aide des

informations fournies par la couche RLC.

- la gestion des priorités entre les différents flux de données d’utilisateurs.

- le multiplexage en émission des données de plusieurs canaux logiques sur un canal de

transport et démultiplexage en réception de plusieurs canaux logiques supportés par un

seul canal de transport.

- l’identification des mobiles lorsqu’ils utilisent les canaux de transport commun.

II.1.1.1.3 La couche RLC :

Elle fournit le service de transfert des unités de données des couches supérieures (SDU

RLC).

II.1.1.1.4 La couche PDCP :

Elle fournit le service de transfert des communications par paquets en s’appuyant des

services offerts par la couche RLC.

II.1.1.1.5 La couche BMC :

Elle assure du côté de l’UTRAN le service de diffusion de messages utilisateur sur

l’interface radio pour le compte d’un centre de diffusion CBC externe à l’UTRAN et relié au

RNC. Du côté du mobile, elle assure la livraison des messages diffusés à l’utilisateur de la

couche.

II.1.1.1.6 La couche RRC :

Elle est la « tour de contrôle » de l’interface radio, elle gère la signalisation entre

l’UTRAN et les mobiles. Cette couche assure les fonctions suivantes :

- la gestion de la connexion RRC.

- la gestion des états de service de RRC.

- la diffusion des informations système.



- la gestion de paging.

- la sélection de cellule.

- la gestion de la mobilité dans l’UTRAN.

- le contrôle des mesures.

- la configuration du chiffrement et de l’intégrité.

II.1.2 UTRAN (UMTS terrastial RAN) : [1]

Comme le GSM, le réseau UMTS est composé d’un réseau cœur (CN : Core Network)

et d’un réseau d’accès (AN : Access Network).

L’interface entre le réseau de cœur de l’UMTS et le réseau d’accès, est appelé Iu.

Cette interface a été définie d’une manière aussi polyvalente que possible, afin de pouvoir

connecter n’importe quel type de réseau d’accès de technologies différentes (BRAN, SRAN,

etc.), au réseau cœur de l’UMTS. Cette notion est très importante car elle signifie, que

l’UTRAN, bien qu’étant le réseau d’accès de l’UMTS, n’est qu’une des alternatives d’accès à

la voie radio. L’UMTS est donc un système polyvalent et très modulable. Si l’on regarde de

plus près le fonctionnement interne du réseau d’accès UTRAN, on remarque qu’il est

constitué de plusieurs éléments, ou modules, qui permettent, d’une part, à l’utilisateur de se

connecter au réseau, et d’autre part d’acheminer les informations vers le cœur du réseau de

l’UMTS.

L’UTRAN est un constitué d’un ou plusieurs sous-système RNS (radio network sub –

system) qui regroupe chacun un RNC et ses Node B associés. Les RNC de différents sous-

systèmes RNS peuvent être connectés entre eux via l’interface Iub. Quant aux RNC et aux Node

B, ils sont connectés via l’interface Iub.

Le réseau d’accès radio (UTRAN) comporte les éléments suivants

• Le Node B convertit le flux de données entre les interfaces lub et Uu et participe à la

gestion des ressources radio, notons que le terme « Node B » provient des spécifications du 3GPP

et est équivalent au terme « station de base » que nous avons utilisés précédemment.

• le RNC (radio controller network) gère les ressources radio de la zone dont il a le contrôle,

c’est-à-dire les ressources de la zone de couverture de tous les Node B auxquels il est rattaché .le

RNC est le point d’accès pour tous les services fournis par l’UTRAN au réseau cœur.



• L’interface Iur qui permet le soft handover entre des RNC de différents constructeurs.

• l’interface Iub qui relie les Node B au RNC.

L’UMTS et le premier système de téléphonie mobile à proposer une interface ouverte à

ce niveau, cela permettront de dynamiser le marché et d’offrir la possibilité a de nouveau

constructeur de se spécialiser dans le développement et la commercialisation de Node B.

Les principales caractéristiques de l’UTRAN qui conditionnent l’architecture, les

fonctionnalités et les protocoles. Ces caractéristiques peuvent se résumer par les quelques points

suivants :

- Support de l’interface air UTRAN et de ses fonctionnalités. En particulier l’architecture

de l’UTRAN doit supporter les spécificités du « soft handover » et de la gestion des

ressources radio du W-CDMA

- Mutualisation des supports et de la gestion des domaines circuit et paquet, avec un unique

protocole sur l’interface air et une unique interface vers le réseau cœur.

- Développement d’un maximum de similitudes avec le GSM.

- Utilisation de la technologie ATM (Asynchronous Transfer Mode) comme principale

technologie de transport.

Fig.II.4 : Architecture UTRAN

Détaillons maintenant les deux principaux éléments de l’UTRAN à savoir la node B et le RNC

II.1.2.1 Radio network controller (RNC): [1]

Le RNC (radio network controller) est l’élément de réseau en charge du contrôle des

ressources radio de l’UTRAN. Il s’interface avec le réseau cœur, généralement à un MSC et à un



SGSN et il gère le protocole RRC (radio resourse control) qui définit les messages et les

procédures entre le mobile et l’UTRAN. Le RNC est l’équivalent du BSC (base station

controller) en GSM.

Le RNC qui contrôle un Node B, c’est-à-dire le RNC qui est connecté directement à ce

Node B par interface Iub, est appelé CRNC (controlling RNC). Le CRNC est responsable du

contrôle de charge et de contrôle de congestion des cellules des différents Node B aux quels il est

connecté. Il est également en charge du contrôle d’admission et de l’allocation des codes pour les

nouveaux liens radio qui s’établissent dans les cellules gérées.

Dans le cas ou une connexion entre un mobile et l’UTRAN utilises les ressources de

plusieurs RNS les RNS impliqués dans cette connexion auront les rôles logiques suivants :

• SRNC (Serving RNC) : le SRNC et pour un mobile le RNC qui gère à la fois l’interface Iu

avec le réseau cœur et la signalisation RANAP associée (RAN Application Part). Le SRNC gère

également le protocole de signalisation RRC entre le terminal utilisateur et l’UTRAN, il est de

plus en charge du traitement des données transmises sur l’interface air au niveau de la couche 2.

Les opérations de base de gestion des ressources radio, comme la mise en correspondance des

paramètres des supports d’accès radio avec ceux des canaux de transport de l’interface air. Les

décisions de handovers et le contrôle de puissance en boucle externe sont exécutés au niveau du

SRNC. Le SRNC peut être, dans certains cas, le RNC de certain Node B utilisée la connexion

entre le terminal et l’UTRAN.

• DRNC (Drift RNC) : le DRNC peut être n’importe quel RNC, à l’exception du SRNC, qui

contrôle certaines cellules utilisées par le mobile. Si nécessaire, le DRNC peut réaliser les

fonctions de combinaison en macrodiversité dans le sens montant ou à l’inverse dans le sens

descendant, les fonctions de « splitting ». Notons que le DRNC ne gère pas le traitement des

données du plan utilisateurs, au niveau de la couche 2 mais il route les données de façon

transparente entre l’interface Iub et Iur. Sauf si le terminal utilisateur utilise un canal de transport

commun ou partagé. A une connexion entre le terminal et l’UTRAN, peuvent correspondre

plusieurs DRNC mais dans certains cas, il n’y a pas de RNC qui joue ce rôle logique. Notons

qu’un même équipement physique RNC supporte généralement les différentes fonctions logiques

de CRNC, SRNC et DRNC.



Fig.II.5: Serving RNC et Drift RNC

Le RNC (Radio Network Controller) a une fonction équivalente au BSC des réseaux

GSM, c’est à dire principalement le routage des communications entre le Node B et le réseau

coeur d’une part, et le contrôle et la supervision du Node B d’autre part.

Lorsqu’un mobile est en communication, une connexion RRC est établie entre le

mobile et un RNC de l’UTRAN. Le RNC en charge de cette connexion est appelé S‐RNC

(Serving ‐ Radio Network Controler).

Lorsque l’usager se déplace dans le réseau, il peut être conduit à changer de cellule

(zone active d’une antenne Node B) en cours de communication et peut même se retrouver

dans la cellule d’un Node B ne dépendant plus de son S‐RNC. On appelle alors C‐RNC

(Controlling ‐ RNC), le RNC en charge de ces cellules distantes. D’un point de vue RNC, le

RNC distant est appelé Drift RNC.

Dans ce cas de figure, les données échangées entre le Serving RNC et le mobile

transitent par les interfaces Iur et Iub. Le Conrolling RNC joue donc le rôle d’un simple

routeur vis‐a‐vis de ces données.

Si chaque RNC a un rôle bien établi de Controling RNC vis‐a‐vis des équipements

Node B qui lui sont rattachés, il n’en va pas de même des rôles Serving et Drift . Ainsi, chaque

RNC peut être à la fois « Serving et Drift pour des mobiles différents », suivant la manière

dont les connexions RRC sont établies. [4]

II.1.2.2 Node B :

La principale fonction du Node B (Ou Station De Base) est de gérer la couche physique de

l’interface air. Il s’agit principalement du codage du canal, de l’entrelacement, de l’adaptation du

débit et de l’étalement. Le Node B supporte également quelques fonctions de gestion des



ressources radio comme le contrôle de puissance en boucle fermée. Le Node B est l’équivalent de

la BTS (Base Transmitter Station) en GSM.

Le terme de Node B a été adopté de façon temporaire au début du processus de

normalisation puis il n’a jamais été remplacé. [1]

II.1.3 CN (Core Network) :

Le réseau cœur (Core Nettwork) est la partie du système chargée de la gestion des appels.

Il permet aux abonnées de communiquer à l’intérieur d’un même réseau de téléphonie mobile et

assure l’interconnexion de ce dernier avec des réseaux externes, fixes ou mobiles. Il fournit enfin

les logiciels d’application qui permettent, tout en garantissant la sécurité des échanges, de

maintenir la communication, même lorsque l’utilisateur est itinérant. Et il est réparties au

plusieurs éléments sont :

• Le HLR « home location register » est la base de données de référence qui gère

l’ensemble des abonnés et leurs profils. Les profils d’un abonné regroupent de nombreuses

informations telles que son numéro de téléphone, les services qu’il a le droit, d’utiliser, les

informations relatives aux services supplémentaires tels que les renvois d’appel, les restrictions

d’appel, etc. Ce profil est créé lorsque l’abonné souscrit un abonnement et est stocké tant que son

abonnement reste valide. Afin de pouvoir router efficacement les appels entrants, le HLR stocke

également des données de localisation de l’abonné en termes de zone MSC/VLR et/ou de zone

SGSN, c’est-à-dire à un niveau que l’on pourrait qualifier de macroscopique. [1]

• Le MSC/VLR (mobile switching centre /visitor location register) correspond au

commutateur (MSC) et à la base de données (VLR) qui fournissent des services circuits à un

terminal utilisateur présent dans leurs zone. Le MSC permet la commutation des connexions

circuit alors que le VLR contient une copie du profil de l’abonné et certaines informations plus

précisés relatives à la localisation de l’abonné. Il est courant d’appeler « domaine circuit », la

partie du réseau gérée par le MSC/VLR. [1]

• Le GMSC (Gateway MSC) est un commutateur connecté directement aux réseaux

externes en mode circuit .toutes les communications entrantes et sortantes, en mode circuit,

passent nécessairement par un GMSC. [1]

• Les SGSN (Serving GPRS Support Node) possède des fonctionnalités similaires au

MSC/VLR mais est utilisé pour les communications paquets. La partie du réseau gérée par le

SGSN est couramment appelée « domaine paquet ». [1]



• Les fonctionnalités du GGSN (Gatway GPRS Support Node) sont très proches de celles du

GMSC, mais le GGSN fait partie du domaine paquet et non circuit. Il ne traite donc que des

connexions en mode paquet. [1]

Fig.II.6 : Architecture d’un Réseau Cœur

• L’interface air utilisé pour relier l’UTRAN avec le CN est l’interface Iu. similaire aux

interfaces A GSM pour le domaine circuit et Gb pour le domaine paquet, l’interface Iu est

ouverte et permet aux opérateurs d’employer des équipements UTRAN et CN de différents

constructeurs.

Dans le réseau cœur, on distingue deux sous-réseaux ou domaines : le domaine CS

(Circuit-Switched) et le domaine PS (Packet Switched) qui ont pour fonction d’assurer la

communication de circuits et la communication de paquets.

II.1.3.1 Domaine à commutation de circuits : Domaine CS [6]

Le domaine CS assure la connexion à un réseau RNIS (bande étroite) et est mieux

adapté pour la transmission de voix et pour les services de type à temps réel.

Pour établir une communication ; la procédure d’appel d’un poste téléphonique d’un

réseau externe, une connexion CS doit d’abord être faite. L’UE signale, pour ce faire, au MSC

qu’elle nécessite une connexion CS à un numéro particulier. Le MSC consulte le profil de

l’utilisateur dans le VLR pour déterminer si l’utilisateur a la permission d’appeler le numéro.

Si l’appel est permis, le MSC vérifie s’il dispose de circuits disponibles et si l’UTRAN

dispose de ressources pour supporter la communication. Si c’est le cas, il établit la connexion

CS de l’UE, par l’interface air, passant par l’UTRAN jusqu’au MSC du CN. Le MSC

commute alors l’appel au GMSC, qui se charge de la commutation dans le réseau externe CS.



Le réseau externe CS effectue alors les fonctions de commutations nécessaires pour diriger

l’appel à la destination.

Quand la communication est terminée, le MSC et le GMSC produisent un Call Detail

Record (CDR). Le CDR contient les informations concernant l’identité des parties appelante

et appelée, les ressources utilisées, etc. et est transmis au serveur de facturation.

Pour la réception de communication; procédure d’appel de l’UE depuis un réseau

externe, la procédure est différente. D’abord, l’appel est routé à travers le réseau externe vers

le GMSC. Le GSMC détermine alors le HLR contenant le profil de l’utilisateur appelé sur

base de son numéro de téléphone. Le HLR connaît la « location area » de l’UE (un ensemble

de cellules dans lesquelles l’UE est susceptible de se trouver et d’être appelée), et est de ce

fait capable d’envoyer une requête de numéro indiquant le MSC de destination au VLR

responsable de cette location area. Le VLR renvoie le numéro du MSC, et le HLR transmet

alors le numéro au GMSC. Le GMSC est maintenant capable de router l’appel jusqu’au MSC.

A partir du VLR, le MSC connaît le RNC responsable de la location area de l’UE appelée et

peut dès lors demander à ce RNC l’établissement d’un canal vers l’UE. Le RNC signale alors

l’appel à l’UE dans la dernière location area connue et établit une connexion à l’UE à travers

le Node B quand l’UE répond à l’appel. Quand la liaison de transmission est établie, l’UE se

met à sonner. Quand l’utilisateur décroche, la communication est commutée par la liaison

établie.

Quand la connexion de signalisation pour les services CS est fermée, lors de la clôture

de communication ou lors d’un défaut de liaison radio, l’UE peut être ordonnée par le réseau

de passer en mode inactif CS. Alternativement, l’UE peut passer en état détaché soit sur ordre

du réseau soit par l’utilisateur.

Si la connexion de signalisation des services CS est fermée, l’UE passe de l’état

connecté CS à l’état inactif CS. Le réseau arrête le traçage de localisation de l’UE et l’UE

écoute le canal de diffusion des cellules. Tant que l’UE reste dans la même location area, la

situation demeure inchangée. Si l’UE se déplace dans une nouvelle location area, il informe le

MSC de son changement de localisation. La mise à jour de localisation est stockée dans le

HLR et copiée dans le VLR attachée au MSC.

Si l’utilisateur désire effectuer un appel, l’UE passe en état de connexion CS et

effectue la procédure d’établissement de communication. S’il y’a une communication entrante

pour l’UE, le RNC le signale à l’UE. Quand l’UE répond, le RNC établit la connexion et l’UE

se met à sonner. Quand l’utilisateur décroche, la communication est commutée.



II.1.3.2 Domaine à commutation de paquets : Domaine PS [6]

Le domaine PS s’appuie sur l’architecture du réseau fédérateur GPRS. Il assure la

connexion aux réseaux utilisant le protocole IP (Internet, Intranet) et aux réseaux X.25. Il est

approprié à la transmission de données.

Pour établir une communication, une connexion PS doit être établie. L’UE active

d’abord le contexte PDP (Packet Data Protocol) dans le GGSN. Un contexte PDP est un

ensemble de paramètres définissant les réseaux de paquets qu’un utilisateur peut employer

pour transmettre des données. La liste des contextes PDP permis pour l’utilisateur est stockée

dans le HLR. Pour activer le contexte PDP, l’UE établit une connexion par le RNC jusqu’au

SGSN et envoie un message de requête d’établissement de connexion à un réseau PS externe.

Le SGSN transmet la requête au GGSN, qui interroge alors le HLR pour vérifier si

l’utilisateur est autorisé à accéder aux réseaux PS externes. Si l’utilisateur est autorisé, le

GGSN active le contexte et informe l’UE en incluant une adresse IP. L’activation du contexte

crée un tunnel IP fixe vers lequel les paquets de données sortants sont envoyés au RNC et

transmis ensuite au GGSN. Le GGSN commute alors l’appel dans le réseau PS externe, qui

effectue les fonctions de commutation nécessaires pour diriger l’appel à destination. Le tunnel

est actif jusqu’à ce que l’UE désactive le contexte soit en fermant l’application soit en se

déconnectant du SGSN.

Le SGSN est informé continuellement de la routing area actuelle de l’UE (la routing

area est l’équivalent PS de la location area). Si l’UE change de routing area pour une area

avec un nouveau SGSN responsable de cette area, la route dans le GGSN est adaptée à cette

area. Grâce à la requête au HLR, le SGSN et le GGSN sont conscients de la qualité de service

(QoS) demandée pour le transfert de paquet et sont capables d’établir un chemin de transfert

de paquet conformément à la QoS désirée.

Les catégories de QoS pour les connexions PS sont conversationnel (voix), streaming

(streaming vidéo), interactif (navigation web) et background (transfert de fichier, e‐mails).

Quand la communication est terminée, le SGSN génère un enregistrement de facturation sur

base du contexte PDP et l’envoie au serveur de facturation. Pour recevoir un appel PS, un

autre processus est requis. D’abord, l’appel entrant est routé à travers le réseau PS externe

jusqu’au GGSN. Le GGSN détermine alors le HLR dans lequel le profil de l’utilisateur appelé

est stocké sur base de son numéro de téléphone. Le GGSN interroge ensuite le HLR et

détermine si l’UE est attachée au réseau et a activé un contexte PDP. Si l’UE n’est pas attaché

au réseau, l’appel est rejeté. Si l’UE est attachée au réseau mais ne dispose pas d’un contexte

PDP, l’UE doit être localisée et recevoir un signal d’activation de contexte PDP. Le HLR



connaît la routing area de l’UE. Il connaît également le SGSN responsable de l’UE. Le GGSN

obtient cette information et vérifie le profil de l’utilisateur dans le HLR concernant

l’attachement au réseau de l’UE et le statut du contexte PDP. Le GGSN est à présent capable

de router l’appel vers le SGSN. Le SGSN connaît le RNC responsable de la routing area et

demande au RNC d’établir un canal vers l’UE. Le RNC appelle l’UE dans la dernière routing

area connue et établit une connexion à l’UE à travers le Node B utilisé par l’UE lors de sa

réponse à l’appel. Une fois la liaison établie, l’UE reçoit l’appel PS et la communication

débute.

II.1.4 EN (External Network) [7]

Quant aux réseaux externes, ils se scindent en deux catégories

• Les réseaux circuits tels que le réseau téléphonique commuté public RTCP ou le réseau

numérique à intégration de service RNIS

• Les réseaux paquets tels que le réseau internet et d’autres réseaux publics ou privés de

transmission de données.

Fig.II.7 : Réseau Externe

II-2 Capacité d’accès radio des terminaux : [5]

La classification des terminaux utilisés en GSM n’est pas appliquée de la même manière

en UMTS. A la place, un terminal, durant la phase d’établissement d’appel, transmet au réseau un

ensemble de paramètre définissant sa classe. Cela est dû au large éventail de capacité et de débit



des terminaux UMTS, et cela aurait entraîné la création d’un trop grand nombre de classes.

Pourtant pour des raisons pratiques, un certain nombre de classes de référence ont été définies,

mains les terminaux peuvent s’en écarter.

Le support du facteur d’étalement 512 n’est pas prévu par défaut dans aucune des classes.

En ce qui concerne les méthodes de codage de canal, le codage Turbo est support par les classes

supérieures à la classe 32 et pour les débits supérieur à 64 kbit/s. Les paramètres de codage Turbo

sont donnés dans le tableau Tab.II.1 et le tableau Tab.II.2 Pour le codage convolutif, toutes les

classes possèdent une valeur de 640bits, pour un instant donné et pour le codage et le décodage.

Cela est nécessaire dans tous les cas pour le décodage des canaux du diffusion (broadcast), toutes

les classes, à l’exception de la classe 32, supporte au moins 8 canaux de transport parallèle.



Classes (en kbit/s) 32 64 128 384 768 2048

Paramètre de canal de transport

Somme maximum du nombre de bits de tous les blocs de transport reçus à un instant donné

640

3840

3840

6400

10240

20480

Somme maximum du nombre de bits de tous les blocs de transport reçus (utilisé le codage Turbo) à un instant donné

Non supporté

3840

3840

6400

10240

20480

Nombre maximum de canaux

CCTrCH simultané /plus forte valeur

avec support du canal PDSCH

1

2/1

2/1

2/1

2

2

Nombre total maximum de blocs de transport reçus pendant les TTI qui se terminent au même instant

8

8

16

32

64

96

Nombre maximum de TFC dans

TFC Set 32

48

96 128 256 1024

Nombre maximum de TF 32 64 64 64 128 256

Paramètre des canaux physiques

Nombre maximum de codes DPCH-PDSCH reçus simultanément / plus forte valeur avec support du canal DPCH

1

2/1

2/1

3

3

3

Nombre maximum de bits reçus par intervalle de 10ms, issus des canaux physiques (DPCH, PDSCH, SCCP-CH)/ Plus Forte Valeur avec support du canal DSCH

1200 3600/

2400

7200/

4800 19200 28800 57600

support du canal physique DSCH Non Oui/

Non

Oui/

Non

Oui/

Non Oui Oui

Tab.II.1 : combinaison de paramètre d’accès radio des terminaux pour le décodage dans le sens descendant



Classes (en kbit/s) 32 64 128 384 768

Paramètre de canal de transport

Somme maximum du nombre de bits de tous

les blocs de transport émis à un instant donné

640

3840

3840

6400

10240

Somme maximum du nombre de bits de tous

les blocs de transport émis (utilisant le codage

Turbo) à un instant donné

Non

sup-

porté

3840

3840

6400

10240

Nombre total maximum de blocs de

transport émis pendant les TTI qui se terminent à

un même instant

4

8

8

16

32

Nombre maximum de TFC dans le TFC Set 16 32 48 64 128

Nombre maximum de TF 32 32 32 32 64

Paramètre des canaux physique

Nombre maximum de bits DPDCH émis par

intervalle de 10ms 1200 2400 4800 9600 19200

Tab.II.2: combinaison de paramètre d’accès radio des terminaux pour le décodage dans le sens montant

La valeur donnée pour le nombre de bits reçus à un instant donné doit être convertis en un

débit maximum supporté en considérant, à cet instant donné, la durée d’entrelacement ou

l’intervalle TTI, selon la terminologie du 3GPP. Par exemple, la valeur de 6400 bits pour la classe

384 kbit/s peuvent être convertie en débit maximum selon la durée de l’intervalle TTI. Si le débit

de l’application est de 256kbit/s, le nombre de bits par l’intervalle de 10ms est par conséquent de

2560 bits. Avec des intervalles TTI de 10 ou 20 ms, le nombre de bits par durée d’entrelacement

reste inférieur à 6400 bits. Mais avec un intervalle TTI de 40 ms, la limite de 6400bits est

dépassée et le terminal n’aura pas suffisamment de mémoire pour fonctionner avec cette

configuration. De même, un débit de 384 kbit/s pourra être supporte par un terminal de la même

classe avec un intervalle TTI de 10 ms, mais avec un intervalle de 20 ms la limite sera atteinte.

Il est possible pour un terminal d’indiquer des valeurs permettant un débit de 2 Mbit/s

avec un intervalle TTI de 80 ms. Les valeurs minimales ont été déterminées par les capacités



nécessaires à l’accès au système permettant, par exemple, d’écouter le canal BCH ou d’accéder au

canal RACH.

Le principal paramètre d’un canal physique est le nombre maximum de bits émis et reçus

par intervalle de 10ms, cela détermine quels facteurs d’étalement sont supportés. Par exemple,

une valeur de 1200 bits pour la classe 32 Kbit/s indique que dans le sens descendant, les facteurs

d’étalement 256, 128, et 64 seront supportés tandis que dans le sens montant, la plus petite valeur

supportée sera 64. Cette différence provient de l’utilisation de la modulation QPSK dans le sens

descendant et de la modulation BPSK dans le sens montant.

Il existe également des paramètres qui ne dépendent par une combinaison de référence

particulière. De tels paramètres peuvent indiquer, par exemple, le support de certaines méthodes

de localisation, ou pour la partie purement radio, les bandes de fréquences supportées ou la classe

de puissance du terminal.

II. Conclusion

Après avoir détaillé l’architecture des réseaux de la troisième génération UMTS où

nous avons présenté sa structure globale qu’est composé de l’équipement utilisateur, le réseau

d’accès radio, et le réseau cœur tous ces bloc ont pour rôles d’assurer la propre fonctionnalité

du réseau. L’UMTS utilise la technique d’accès large bande W-CDMA.

Donc le chapitre suivant a pour but de donner des notions fondamentales de la

structure du système W-CDMA afin de montrer l’environnement technique adéquat qui

permet d’effectuer une transmission fiable à travers un support de transmission.

II. Références bibliographiques :

[1] HARRI HOLMA et ANTTI TOSKALA « UMTS les réseaux de troisième génération »

Edition O.E.M. 2001

[2] Javier Sanchez & Mamadou Thioune « UMTS » Edition : Hermes Science.

[3] Réseaux 3G : Principes, architectures et services de l'UMTS, de Pierre LESCUYER

[4] UMTS : Les origines, l'architecture, la norme, Pierre LESCUYER, 2° édition chez Dunod

[5] Mémoire fin d’étude Mr. KECHKOUCHE Mustapha ‘Etude des services et application

offerts par l’UMTS’ ITO Promotion : IGE 24

[6] http://www.univsavoie.fr/enseignement/sfa/desstr/download/umts_interface_radio.pdf

[7] http://www.univsavoie.fr/enseignement/sfa/desstr/download/umts_architecture.pdf

Chapitre III W-CDMA


III. Introduction

Le CDMA à large bande (W-CDMA) est une extension du concept de CDMA à bande

étroite. Le W-CDMA a été ciblé pour la troisième génération (3G) des systèmes de

communication comme l’UMTS (Universal Mobile Telecommunication Systems). Les

différences les plus nettes entre les systèmes de troisième génération et les systèmes de

deuxième génération se trouvent dans les protocoles de communication sur l’interface

d’accès. En fait, le CDMA a déjà été utilisé comme interface d’accès dans les systèmes de

deuxième génération comme IS-95 qui ont été construits principalement pour fournir des

services tels que la parole dans les macro-cellules. Ce système a été présenté généralement

sous le nom de système CDMA à bande étroite. L’évolution du CDMA vers le W-CDMA a

été faite pour tenir compte des nouvelles exigences introduites par les systèmes de

communication 3G. Ces exigences sont principalement dictées par les nouveaux services haut

débit tels que le multimédia, la vidéoconférence, l’internet, etc.

Dans ce chapitre nous présentons la nouvelle technique d’accès W-CDMA, les

principes d’étalement et désétalement, leurs principales caractéristiques puis les techniques de

multiplexage utilisé. On termine par les avantages et les contraintes du W-CDMA.

III.1 Présentation du W-CDMA :

Le W-CDMA, qui est actuellement employé dans de nombreux systèmes de

communication, permet à un grand nombre d'utilisateurs d'utiliser la même onde porteuse

sans interférer les uns les autres. Il consiste à répartir l'information radioélectrique émise sur

une bande de fréquences plus large que celle réellement nécessaire à la transmission du

signal utile. Ce dernier apparaît alors comme un bruit et sa densité spectrale est constante sur

l'intégralité de la bande occupée.[2]

Les deux modes de fonctionnement possible, W-CDMA et TD-CDMA utilisent tous

les deux un accès CDMA à 3.84 Mchips/sec dans une canalisation fréquentielle de 5 MHz.

L’intérêt d’une telle largeur de bande est qu’elle est compatible avec la fourniture de débits à

384 kbits/s, comme requis dans les spécifications de l’IMT 2000, voire même 2 Mbits/s sous

certaines conditions. La modulation utilisée est la QPSK.[2]

Deux options ont été retenues pour le codage de canal :

Chapitre III W-CDMA


� Un codeur convolutionnel de taux 1/2 ou 1/3 associé à un FEC (Forward Error

Correction)

� Un turbocodeur, recommandé pour les services de très haute qualité

Des études sur l'emploi de modulations plus efficaces (ex QAM16) sont actuellement

étudiées (solutions HSDPA).

L'interface radio (aussi nommée interface air) de l'UMTS est basée sur le W-CDMA

(Wideband Code Distributed Multiple Access), qui elle-même réutilise largement sur le

concept CDMA.

III.2 Principe d’étalement et désétalement :[4]

III.2.1 L’étalement :

Les deux techniques principales, celle de répartition par séquence directe (Direct

Sequence) et celle par saut de fréquence (Frequency Hopping).

a. L’étalement par sauts de fréquences :

En L’étalement par sauts de fréquences, l'information est modulée en utilisant une

modulation bande étroite classique. Ensuite la porteuse est décalée à un emplacement de la

bande disponible en utilisant une séquence de fréquence pseudo-aléatoire. Sur une longue

durée, le signal obtenu est large bande. La discrétion est obtenue en gardant secrète la

séquence pseudo-aléatoire. Un brouilleur bande étroite n'est gênant que durant l'intervalle de

temps où la porteuse se trouve spectralement proche (c'est à dire pour une fraction du temps

seulement). Dans le cas d'un canal sélectif en fréquence, les erreurs ne se produisent que sur

des blocs de faible durée. Un codage permet alors de corriger l'ensemble de l'information.

Fréquence

Th

Fig.III.1: technique de sauts de fréquences

Chapitre III W-CDMA


L’étalement par séquence directe (DS-CDMA) :

Le cas de l’étalement (modulation) par séquence directe, la porteuse est

successivement modulée par l'information de débit D et par un code pseudo-aléatoire de débit

beaucoup plus important R. Le W-CDMA faisant appel au DS-CDMA. Il s'agit de multiplier

au sens mathématiques du terme (OU exclusif) chaque bit à transmettre par un code pseudo-

aléatoire PN (Pseudo random Noise code) propre à chaque utilisateur. La séquence du code

(constituée de N éléments appelés "chips") est unique pour un utilisateur donné, et constitue

la clef de codage ; elle est conservée si le symbole de donnée valait 1, inversée sinon.

On appelle facteur étalement SF (Spreading Factor) la longueur L du code.

Si chaque symbole a une durée Tb, on a 1 chip toutes les Tb/N secondes. Le nouveau signal

modulé a un débit N fois plus grand que le signal initialement envoyé par l'usager et utilisera

donc une bande de fréquences N fois plus étendue.

La relation entre le débit initial est final est donc :

Débit Chip = Débit Bit * SF

Ainsi plus SF est grand, plus le débit chip (de l'ordre de 3.84 Mcp/s pour le W-CDMA) est

grand, et plus le débit de données du canal sera élevé. Cela permet de dégager des canaux à

débits variables selon les besoins des utilisateurs (bandwidth on demand).

Le signal résultant occupe alors une bande très importante.

⊗ ⊗

Fig.III.2: l’étalement

III.2.2 Le desétalement :

Code pseudo- aléatoire débit R

Information utile Train NRZ débit D

Porteuse

Facteur d’étalement

Chapitre III W-CDMA


En réception, pour récupérer l'information, le récepteur doit effectuer la même

opération : il génère la même séquence d'étalement est la multiplié au signal reçu bit par bit;

les données codées par cette séquence sont restaurées (puissance spectrale augmentée) alors

que les données des autres utilisateurs restent étalés et les brouilleurs dus au canal sont étalés,

non corrélés au signal utile. Ceci permet de diminuer le niveau de bruit pour le signal en

bande de base : Plus l'étalement est important, plus les interférences sont éliminées.

Dans le récepteur le signal reçu est remodulé par la même séquence synchronisée.

Cette opération prend le nom de désétalement puisque la bande du signal obtenu

correspond à celle de l'information.

⊗ ⊗

Fig.III.3: désétalement

Ce type de désétalement présente les avantages suivants:

- la densité spectrale du signal transmis est faible car le signal est large bande (ce qui

permet la discrétion).

- Ici aussi, la discrétion est obtenue en gardant le code d'étalement secret.

- Un brouilleur bande étroite est étalé par le récepteur, ce qui minimise sa

Puissance après filtrage bande étroite.

- La tolérance vis à vis des multi trajets est obtenue en choisissant des codes

présentant des autocorrélations étroites. Les trajets de délais supérieurs à un chip sont

facilement éliminés.

Porteuse Code pseudo- aléatoire débit R

Signal utile

Autre signal étalé

Brouilleur

Chapitre III W-CDMA


III.3 Principales caractéristiques de W-CDMA :

Les principaux caractéristiques du W-CDMA sont :

- accès multiple via DS-CDMA (Direct Séquence CDMA)

- chip rate : 3, 84 Mcps ; bande passante 5 MHz

- 2 modes pour séparer uplink et downlink : FDD( 2 x 5 MHz) et TDD (1 x 5 Mhz)

- motif de réutilisation : 1 (pour une bande de 5 Mhz)=> facilité de planification

- possibilité de déployer plusieurs bandes 5 MHz pour extension de la capacité et réseaux

multi-couches.

- BS en mode asynchrone (pas de signal de référence comme GPS nécessaire. débits

utilisateurs jusqu’à 2 Mbit/s et variables sur une connexion (par tranche de 10 ms)

=> supporte le concept de BoD (« Bandwith on Demand ») et le multiplexage de services .

- support de hand-over avec le GSM (=> facilité de déploiement du réseau et de la

couverture).

- utilise la détection cohérente basé sur des pilotes (canaux et symboles).

Fig.III.4: Etalement de spectre.

III.4 Les codes d'étalement :[1]

Pour éviter toute interférence avec les codes des différents utilisateurs et différencier

des canaux distincts, on se sert de code orthogonal appelé codes CDMA ou OVSF

Chapitre III W-CDMA


(Orthogonal Variable Spreading Factor Code). L'utilisation de ces codes permet de modifier

le facteur d'étalement et de maintenir l'orthogonalité des différents codes d'étalement même si

ces derniers de longueur différente.

Ils viennent d'une famille de codes orthogonaux au sens de la corrélation. Ils peuvent

être définis par un arbre générateur tel qu'une racine engendre 2 branches. Les codes portés

par ces deux branches sont issus du code de la racine. En effet, le code d'une branche est

composé par le code de la racine et de son complémentaire. Ce principe permet ainsi de

générer l'arbre des codes OVSF utilisés pour l'UTRAN, aussi regroupés sous la forme de la

matrice de Hadamard.

SF=1 SF=2 SF=4 SF=8

Fig.III.5: arbre de code OVSF

De plus, le facteur k, qui détermine le nombre de bits dans les trames des canaux de

dédiés au transfert de données, vérifie la relation suivante :

SF= 256/2k avec k de 0 à 6

Cela signifie que SF peut prendre les valeurs : 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256. Cet arbre

montre la relation directe entre nombre de codes disponibles pour un étalement donné et le

facteur d'étalement. En effet, le facteur SF détermine simultanément la longueur du code

mais également le nombre de codes disponibles pour un étalement SF.

A cela s'ajoute la nécessite de respecter certaines règles. En effet, au sein d'une même

cellule, les codes OVSF ne peuvent être utilisés tous simultanément car ils ne sont pas tous

orthogonaux entre eux. Le code d'une branche est fortement lié à celui de sa racine, ce qui

empêche de les utiliser simultanément. Donc lorsqu'un code est alloué, tous les codes issus

de ces branches ne peuvent être utilisés.

C4,4=(1,-1,-1,1)

C4,3=(1,-1 ,1,-1)

C1,1=(1)

C2,2=(1,-1)

C2,1=(1,1)

C4,2=(1, -1,-1,1)

C4,2=(1, 1,-1,-1)

Chapitre III W-CDMA


III.5 Concept du W-CDMA :

Le W-CDMA se base largement sur le CDMA, utilisant une plus large bande passante

ce qui permet d'accroître le débit. Pour optimiser les ressources radio, il propose deux modes

de fonctionnement, selon le type de multiplexage. De plus, outre l'étalement (channelisation),

le W-CDMA applique une autre opération essentielle, le brouillage (scrambling), et les

nouvelles solutions utilisant le domaine spatial (antennes adaptatives) sont à l'étude pour

améliorer la réception des signaux.[3]

III.6 Les multiplexages :[2]

Il existe deux modes de duplexage :

Le mode FDD en W-CDMA pour les bandes appairées (2x 60 MHz), et le mode TDD en W-

TDMA / CDMA pour les bandes non appairées (35 MHz).

III.6.1 Le FDD-W-CDMA :(Frequency Division Duplex)

Le concept W-CDMA (Wideband CDMA) utilise exactement ce mode avec une

technique d’étalement de spectre par séquence directe, Ce mode consiste a faire un

multiplexage en fréquence des deux sens de transmission : Chaque sens de transmission

utilise une porteuse distincte. Cette technique utilise donc un débit chip élevé (4,096

Mchip/s), et une bande de fréquences importante (4,4 à 5 MHz), ce qui permet de bénéficier

d’une bonne diversité de fréquences dans la plupart des environnements, et de s’affranchir

des évanouissements liés aux trajets multiples.

Le W-CDMA utilise un facteur d’étalement variable (de 4 à 256) permettant de

supporter facilement une large gamme de débits de services, avec une bonne qualité. Le débit

maximal supporté par un seul code est de 384 kbit/s. Pour les services à plus haut débit,

plusieurs codes sont alloués à un même utilisateur et transmis simultanément sur le même

canal radio (par exemple 5 codes sont nécessaires pour supporter le 2 Mbit /s. Ce mode est

bien adapté pour tout type de cellule mais n’est pas très souple pour la gestion de trafic

asymétrique.

Chapitre III W-CDMA


Accès multiple DS-CDMA

Duplex FDD

Débit chip 3.84 Mchip/s

Espacement entre porteuse 4.4 à 5 MHz avec un pas de 200 KHz

Durée trame 10 ms

Débit variable Facteur d’étalement variable est multicode

Facteur d’étalement Variable est multicode

Tab.III.1: paramètre du mode FDD

Fig.III.6: mode FDD

III.6.2 Le TDD-W-CDMA :

(Time Division Duplex) n'utilise qu'une bande passante de 5 Mhz divisée en portions de

temps (time slot) ; elle est utilisée pour les deux sens. Elle comprend donc une composante

AMRT (Accès Multiple à Répartition dans le Temps) fondée sur la trame GSM (qui fait

appel au TDMA) en plus de la séparation par code. Ce concept offre une large gamme de

débits de service en allouant plusieurs codes ou plusieurs intervalles de temps à un

utilisateur. Le débit de 2 Mbit/s peut également être obtenu, mais des raisons techniques et

complexes (dues par exemple au déplacement ou au déphasage) limitent le bon

fonctionnement de ce système aux bâtiments ou aux petites cellules.

Chapitre III W-CDMA


Accès multiple TDMA et CDMA

Duplex TDD

Debit chip 3.84 Mchip/s

Espacement entre porteuses 5 MHz

Structure de trame 15 IT par trame

Etalement Orthogonal

Durée trame 10 ms

Débit variable Multi IT et multicode

Codage Canal convolutionnel, turbo codes en option

Tab.III.2: paramètre du mode TDD

Fig.III.7: mode TDD

Dans un premier temps, ces deux modes ont été développés sans souci d'harmonisation, mais

suite à la décision de l'ETSI, ils devront cohabiter dans un même terminal et dans un même

service afin de couvrir l'ensemble des services prévus par l'UMTS.

III.6.3 Comparaison entre le mode FDD et le mode TDD :

Le tableau suivant nous permet de comparer les deux modes FDD W-CDMA et TDD

TD/CDMA :

Chapitre III W-CDMA


Critère de comparaison Mode FDD W-CDMA Mode TDD TD/CDMA

Déploiement

et couverture.

Plus particulièrement adapté

Aux grandes cellules.

Limité aux petites cellules à

cause de synchronisation et de

temps de garde.

Services

Supportés

Plus particulièrement adapté aux

services symétriques (voix et services de

données à bas et moyen débit en mode

symétrique).

Plus particulièrement adapté aux

services de données en mode

paquet, à haut débit et

asymétrique.

Contrôle de puissance Contrôle rapide nécessaire pour

l’interférence intra cellulaire.

Contrôle lent suffisant grâce à la

détection conjointe.

Transfert intercellulaire Le « soft handover » est obligatoire. Transfert inter cellulaire normal

utilisé dans tous les cas

Complexité du terminal

La fonction critique est celle qui assure

le désétament du signal (récepteur

RAKE ). Sa complexité varie

proportionnellement avec le débit chip et

dépend également des caractéristiques

de propagation (nombre de multi trajet,

vitesse de variation du canal, etc..)

La fonction critique est la

détection conjointe, dont la

complexité croit avec le nombre

de code transmit simultanément

sur le même slot. La complexité

croit avec le débit de service, et

dépend également des

caractéristiques de propagation

(retard lié aux multi trajets.

Synchronisation entre

stations de base Aucune synchronisation n’est requise

Synchronisation au niveau trame

requise. Elle devrait être réalisée

sans recours au GPS.

Planification

La couverture d’une cellule varie

fortement en fonction du trafic supporté.

La planification doit donc prendre en

compte couverture et capacité dans un

même temps. Pas de plan de fréquence.

La couverture d‘une cellule est à

peu près indépendante du trafic

supporté, grâce à la détection

conjointe. Couverture et

capacité peuvent être planifiés

en deux temps. Plan de

fréquence nécessaire.

Tab.III.3: Comparaison entre FDD W-CDMA et TDD TD/CDMA

Chapitre III W-CDMA


III.7 Les Interfaces Radio W-CDMA :

L’interface radio est conçue pour supporter une large gamme de services différents,

avec notamment des débits supérieurs à ceux offerts par les systèmes mobiles de deuxième

génération (GSM, IS95, PDC, etc.). Les systèmes mobiles de troisième génération devront

offrir des services à accès circuit ou paquet, avec un débit maximal dépendant de

l’environnement et de la vitesse du mobile. Des services à débit variable et asymétrique

(entre liaison montante et descendante) devront être supportés de façon efficace.

Les systèmes mobiles de troisième génération pourront être déployés dans un réseau

cellulaire multicouches, avec des macrocellules (0,5 à 10 Km de rayon) pour la couverture

globale, des microcellules (50 à 500 m) pour les fortes densités de trafic en ville, et des

picocellules (5 à 50 m) pour la couverture à l’intérieur des bâtiments. Le changement de

cellule (transfert intercellulaire ou “handover”) devra se faire de façon transparente pour

l’utilisateur, c’est-à-dire sans coupure perceptible ni perte de données.[1]

III.7.1 Caractéristiques des cellules :[6]

L’UMTS promet un débit maximum de 2 Mbit/s mais celui-ci sera uniquement dans

une zone intérieure avec une mobilité réduite car les débits ont été partagé en fonction de

quatre zones :

• Zone 1 : Intérieur

La zone est composée de pico cellules et est utilisée pour les communications de grands

bureaux, ménages domestiques, gratte-ciel, etc. Le rayon de service des pico cellules est de

l’ordre d’une dizaine de mètres, ce qui correspondrait à des petites zones avec une

concentration de 10 utilisateurs maximum et avec une mobilité réduite, car la vitesse

maximum sera de 10 km/h. Par cette mobilité restreinte pourra être assuré le débit maximum

de 2 Mbit/s.

• Zone 2 : Urbaine

La zone est composée de micro cellules et est utilisée pour les communications des points

chauds, comme les aéroports, gares, grandes surfaces, endroits publics, etc. Le rayon de

service est de plusieurs centaines de mètres, ce qui correspondrait à des zones avec une

concentration de 256 d’utilisateurs au maximum et pouvant avoir une mobilité plus rapide,

qui avoisine les 120 km/h avec un débit de 384 kbit/s.

• Zone 3 : Suburbaine / rurale

Chapitre III W-CDMA


La zone est composée de macro cellules et est utilisée pour l’exploitation des zones

suburbaines et rurales avec une concentration de 512 utilisateurs maximum. Le rayon de

service des macro cellules est de l’ordre de plusieurs kilomètres, la mobilité est d’environ

500 km/h avec un débit 144 kbit/s.

• Zone 4 : Globale

La zone couvre globalement des zones rurales, sans haute densité d’utilisateurs en d’autres

termes, tout ce qui n’est pas couvert par les zones 1 – 3. La mobilité avoisine les 1000 km/h

avec un débit 144 kbit/s.

Environnement Services temps réel Services non temps réel

Débit maxi TEB/délai Débit maxi TEB

Rural

(v, 500km/h) 144 kbit/s

Délai 20-300

ms TEB 10-3

-

10-7

144 kbit/s

TEB 10-5

10-8

Délai 150 ms

dans

95% des cas

Urbain

(v, 120km/h) 384 kbit/s 384 kbit/s

Intérieur et

extérieur

courte portée

(v, 10km/h)

2 Mbit/s 2 Mbit/s

Tab.III.4: Supports de services requis

Ils devront également utiliser les ressources spectrales efficacement, notamment à l’aide de

fonctions de contrôle dynamique de la liaison radio. Il faudra pouvoir optimiser capacité et

couverture, en fonction des configurations de déploiement.

Les antennes adaptatives devront pouvoir être utilisées. Ces antennes permettent de

pointer électroniquement un lobe étroit en direction du mobile visé, limitant ainsi

l’interférence créée dans les autres directions. Des gains significatifs en terme de couverture

et de capacité peuvent être obtenus avec les antennes adaptatives, et elles pourraient

notamment se révéler très utiles pour améliorer les performances des services à haut débit.

Cependant, l’introduction des antennes adaptatives impose quelques contraintes sur

l’interface radio UMTS, notamment la possibilité de séparer les canaux de signalisation

communs (qui doivent être transmis dans toutes les directions) des canaux de trafic (qui ne

sont envoyés que dans la direction des mobiles).

Chapitre III W-CDMA


Une contrainte supplémentaire pour l’interface radio est la possibilité de coexister

avec les systèmes de deuxième génération, et en particulier avec le GSM. Pour cela, il faudra

pouvoir réaliser des terminaux bimodes GSM/UMTS, supporter le handover entre le GSM et

l’UMTS, et prévoir la possibilité d’introduire à terme l’UMTS dans la bande de fréquences

actuellement utilisée par le GSM. La nécessité de réaliser des terminaux bimodes impose

quelques contraintes sur le choix des paramètres, notamment sur les largeurs de porteuses,

qui doivent être multiples de 200 kHz , et sur les débits utilisés, qui doivent pouvoir être

dérivés d’une horloge commune avec celle du GSM (13 ou 26 MHz).

L’UTRAN combine deux modes : le mode W-CDMA utilisé en FDD (Frequency

Division Duplex) pour les bandes UMTS appairées, et le mode TD/CDMA utilisé en TDD

(Time Division Duplex) pour les bandes UMTS non appariées. Ainsi, le terminal UMTS

utilisera le mode adapté au type de couverture et au service demandé. Le mode FDD W-

CDMA est bien adapté à tous les types de cellules, mais n’est pas très souple pour supporter

des trafics asymétriques. Avec le mode TDD TD-CDMA, il est possible d’adapter le rapport

de transmission montante/ descendante en fonction de l’asymétrie du trafic, mais il exige une

synchronisation des stations de bases et n’est pas bien adapté aux grandes cellules à cause

des temps de garde trop importants.[3]

III.8 Les principaux avantages du W-CDMA :[5]

En comparaison avec les systèmes 2G, le W-CDMA a de nombreux atouts dont les

principaux sont :

• Moins de risque de perturber des systèmes à bande étroite (narrowband) travaillant

dans la même gamme de fréquence,

• Meilleur sécurité : le signal codé par une séquence connue seulement de l'émetteur et

du récepteur, a l'allure d'un bruit inintelligible. C'est pour cette raison que le CDMA a

été développé en premier pour des usages militaires.

• Moindre sensibilité aux interférences extérieures, les brouilleurs étant réduits lors du

désétalement,

• Possibilité de partage de la bande par plusieurs émetteurs, ce qui évite le multiplexage

par temps du GSM et permet un meilleur débit ; de plus, le débit peut être variable, ce

qui est beaucoup plus flexible qu'une division temporelle.

Chapitre III W-CDMA


• Possibilité d'utiliser les mêmes ondes porteuses même sur des cellules mitoyennes, ce

qui était impossible avec le GSM par-exemple.

• Utilisation d'antennes adaptatives.

III.9 Les contraintes du W-CDMA :[5]

A. Les trajets multiples :

La transmission des ondes dans un canal est caractérisée par de multiples réflexions,

diffractions et atténuations du signal. Ces phénomènes sont provoqués par les obstacles de

l’environnement tels que les immeubles ou les montagnes ; la conséquence est l’existence de

trajets multiples. Ainsi, le signal peut mettre plus ou moins de temps à arriver au niveau du

récepteur en fonction du parcours qu’il emprunte ; celui-ci peut alors recevoir plusieurs fois

le même signal en décalage, avec une puissance variable. Ce délai qui est généralement de 1

à 2 µs en ville augmente jusqu’à 20 µs dans les zones vallonnées. Le récepteur W-CDMA

doit donc être capable d’identifier et séparer les différentes composantes afin de les combiner

de façon cohérente. Cela est possible si la différence d’arrivée entre deux signaux identiques

est la durée d’un chip (0.26 µs pour un débit de 3.84 Mc/s). Pour trouver l’équivalent en

distance, on a la formule :

Dist = c /débit chip soit : 3.108 / 3.84 106 = 78m.

Selon le débit chip, cette distance minimale peut augmenter et ne pas être envisageable dans

ces cellules de petites tailles, c’est pourquoi le récepteur W-CDMA doit être capable de

réaliser la diversité des trajets multiples là où le protocole IS-95 ne le permettait pas.

B. Le Fast-Fading :

Si des ondes empruntent plusieurs parcours ayant une différence de longueur égale à

une demi-longueur d'onde (soit (c / f) / 2 = 7cm à 2 GHz), elles arrivent au récepteur

quasiment au même instant. Où elles sont déphasées d'une demi-longueur et ont la propriété

de s'annuler mutuellement. Cette annulation de signal due aux trajets multiples est appelée

fast-fading et peut intervenir lorsque le récepteur est immobile ou se déplace à faible vitesse.

A cela s'ajoutent les problèmes liés au contrôle de puissance qui sera le prochain point

abordé.

Pour corriger le fast-fading, diverses solutions sont mises en oeuvre comme :

Chapitre III W-CDMA


L'utilisation de protocoles de codage, d'entrelacement et de retransmission qui

ajoutent de la redondance et de la diversité temporelle au signal ; cela permet au récepteur de

récupérer les données malgré les atténuations.

La recombinaison de l'énergie du signal en utilisant de multiples récepteurs à

corrélation, ce qu'on appelle un doigt du récepteur Rake. Chacun d'eux doit détecter les

changements de phase et d'amplitude, et les corriger toutes les millisecondes au moins. Cela

constitue le récepteur Rake, utilisé en CDMA : les symboles démodulés dont la phase a été

éventuellement corrigée par les différents doigts du récepteur sont envoyés au décodeur pour

être combinés.

C. L'effet near-far :

Un mobile émettant à une puissance trop élevée peut empêcher tous les autres

mobiles de la cellule de communiquer car le premier " éblouirait " le récepteur Cet effet

near-far peut être constaté par exemple par un émetteur au pied de la station de base et

d'autres en périphérie ; Ces derniers, dont la puissance arrive au récepteur érodé par la

distance, seront masqués par le signal du premier. Pour remédier à ce problème important, il

est impératif d'établir un mécanisme de contrôle de puissance. En W-CDMA, la solution

retenue est le contrôle rapide en boucle fermé (closed-loop power control) : La station de

base réalise de fréquentes estimations du rapport signal à interférence (Signal to Interference

Radio) et les compare à la valeur SIR cible (SIR target). Si la valeur SIR estimée est

supérieure à la SIR cible, la station de base demande au mobile de réduire sa puissance

d'émission ; A l'inverse, il peut lui demander de l'augmenter. Cette opération est réalisée

1500 fois par seconde pour chaque mobile, ce qui permet de prendre en compte n'importe

quelle variation de l'affaiblissement, même celle due au fast-fading. Ainsi, tous les signaux

reçus ont une même puissance. Ce mécanisme est utilisé tant dans le sens descendant (vers le

mobile) ou ascendant (vers le récepteur).

III.10 Les Protocoles de l’interface radio :[7]

On distingue les modèles de protocole suivants :

• Couches horizontales : Le modèle comporte deux couches : (voir la figure

FIG.III.8 )

- Une couche radio et une couche transport. La couche transport correspond la

technologie de transport retenue, qui n’est nullement spécifique à l’UMTS

Chapitre III W-CDMA


- La couche radio supporte tous les aspects propres à l’UMTS.

Fig.III.8: les Couches interface

• Plans verticaux :

Le modèle comprend trois plans verticaux : les deux plans de control

Plan de contrôle du réseau de transport et plan utilisateur

Plan vertical intégré dans le plan utilisateur, dénommé plan utilisateur du réseau de transport.

- Plan de contrôle :

Utilisé pour la signalisation de contrôle spécifique à l’UMTS, il comprend les protocoles

applicatifs qui ont été décrits dans les différentes interfaces, comme RANAP pour

l’interfaces lu, RNSAP pour lur, NBAP pour lub.

- Plan de contrôle du réseau de transport :

Ce plan regroupe tout le contrôle au niveau de la couche transport. Il se situe entre le plan de

contrôle et le plan utilisateur afin d’assurer l’indépendance du protocole AP par rapport à la

technologie de transport utilisée. Il comporte entre autres la couche ALCAP (Access Link

Control AP) qui permet l’établissement des chemins de transmission du plan usager.

- Plan utilisateur :

Chapitre III W-CDMA


Le plan utilisateur transporte toutes les données reçues et émises par l’usager du réseau, voix,

image ou données informatique. Il comprend un sous-ensemble appelé plan utilisateur du

réseau de transport.

- Plan utilisateur du réseau de transport :

Plan utilisateur du réseau de transport supporte les données de l’utilisateur, sous contrôle du

plan de contrôle du réseau de transport.

III. Conclusion

Au cours de ce chapitre, nous avons étudié d’une manière globale la technique d’accès

W-CDMA. Nous avons montré les principes d’étalement et désétalement, leurs principales

caractéristiques et les techniques de multiplexage utilisé. Le W-CDMA est un système

utilisant l’étalement de spectre qui permet de supporter des débits utilisateur variables,

propose une extensibilité de service. La chaîne de transmission W-CDMA applique une partie

des techniques de traitement du signal numérique comme l’étalement de spectre en émission

et la procédure inverse en réception. Le choix des codes d’étalement est directement influencé

par leurs propriétés de corrélation. En effet, la chaîne de transmission met en place des

techniques très souples pour gérer simultanément plusieurs services aux qualités variées,

propres à une communication multimédia.

III. Références bibliographiques :

[1] Réseaux 3G : Principes, architectures et services de l'UMTS, de Pierre LESCUYER

[2] WCDMA (UMTS) Deployment Handbook, Christophe CHEVALlIER, Christopher

BRUNER, Andrea GARAVAGLIA, Kevin P.MURRAY, Kenneth R. BAKER

[3] IEEE Communication Magazine , "Wideband CDMA" , September 1998, vol 36, n°9

[4] Cours du Conservatoire National des Arts et Métiers UMTS Version 4.0 Michel Terré

[5] www.dynatele.com/PressReleases/ 2003/WCDMA%20850_1900.pdf

[6] www.rfnitro.com/pdfs/WCDMA.pdf

[7] http://www.univsavoie.fr/enseignement/sfa/desstr/download/umts_interface_radio.pdf

Chapitre I Conclusion Générale


CONCLUSION GENERALE

Dans ce mémoire de fin d’études qui porte sur l’étude d’architecture et fonctionnement

des réseaux 3G ; l’UMTS. L'interface radio de la 3G a été conçue pour supporter une large

gamme de services différents, services qui requièrent des débits supérieurs à ceux qui sont

offerts par les systèmes mobiles de la deuxième génération (GSM). En ce qui concerne le

débit de service, l'objectif a été de pouvoir offrir un débit d'information d'au moins 2 Mb/s,

alors que les systèmes 2G ne permettent que de supporter des débits de l'ordre de 200 kb/s. Le

handover (pas de coupure en cas de changement de cellule) est toujours fonctionnel.

Une autre contrainte pour l'interface radio de la troisième génération a été de gérer la

coexistence de celle‐ci avec les systèmes de la deuxième génération, coexistence qui se

nomme transopérabilité. En effet, le déploiement en une fois du réseau de la troisième

génération exposait les investisseurs à des frais considérables et compromettait la réussite

financière de l'opération. L'idée a été donc de développer progressivement la couverture de la

3G, par îlots, en se concentrant d'abord sur les régions à forte densité d'utilisateurs, et de

permettre à ces derniers de se servir du réseau 2G dès qu'ils quittent ces nouvelles zones de

couverture. Enfin, il a parru essentiel de préserver les investissements considérables déjà

réalisés sur les systèmes de la deuxième génération. Il a fallu concevoir des terminaux

bi‐modes GSM/3G à faible coût, de garantir le transfert automatique intercellulaire entre le

GSM et la 3G et de prévoir de la possibilité d'introduire à terme la 3G dans les bandes de

fréquences actuellement utilisées par la 2G.

Malgré le fait que l’UMTS puisse atteindre des débits de 2Mb/s, de nouvelles normes

sont en cours pour améliorer ce débit qui n’est que théorique (380kb/s en pratique en

moyenne). Il existe à l’heure actuelle la 3,5G ou 3G+, le HSDPA (High Speed Downlink

Packet Access), qui peut atteindre des débits de l’ordre de 3,4 Mb/s jusqu’à 14 Mb/s au

maximum en débit descendant et 320kb/s en débit montant. Nous allons voir apparaître

également la 3,75G, le HSUPA (High Speed Uplink Packet Access), qui permettra d’élever le

débit montant à 5,8 Mb/s en théorie. Ils sont basés sur les équipements réseaux de la 3G.

Néanmoins, d’ici 2011 à 2015, nous pourrons voir la commercialisation de la 4G, ou

sans doute basée sur une technologie OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing),

qui pourrons atteindre des débits avoisinant le Gb/s. On ne sait toujours pas quelle sera la

norme adoptée. Actuellement, les japonais et la société Siemens étudient le futur de la

téléphonie mobile.

Documents

Etude d'un réseaux UMTS