G (HANDOVER - esen.tn · nécessité du handover ... Aujourd’hui, le monde compte 838 réseaux GSM représentant 4,4 milliards d’abonnés

Définition = ensemble des opérations mises en œuvre permettant qu'une station mobile puisse changer de cellule sans interruption de service.

Principe = lorsque le signal de transmission entre un combiné et une station de base s'affaiblit, le système du combiné trouve une autre station de base disponible dans une autre cellule, qui est capable d'assurer à nouveau la communication dans les meilleures conditions.

Protocole = lorsque la station mobile quitte la zone couverte par une cellule pour une autre, c'est la qualité de transmission qui détermine la nécessité du handover

La qualité de transmission est indiquée par le taux d'erreur, l'intensité du signal reçu, le niveau d'interférences et le délai de propagation.

GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE

(HANDOVER)

72


(HANDOVER)

73

Phase de mesures

Ms et BTS effectuent des mesures

Paramètres recueillis :

La puissance du signal reçu (qualité du lien)

MS (canal descendant), BTS (canal montant)

Le taux d’erreur binaire (BER)

Distance entre le mobile et la station de base (grâce à la

valeur de l’avance en temps)

Paramètres diffusés par une station :

Identité de la station

Les fréquences des canaux balise des stations voisines

Les intervalles de mesures doivent être petits

GSM : remontées de mesures au BSC toutes les 480ms

Au maximum : mesure de 6 stations


(HANDOVER)

74

Phase d’exécution (GSM)

Si déclenchement:

Etablissement du nouveau canal

Libération de l’ancien

Transfert de la connexion vers le nouveau lien


(HANDOVER)

75

Le MS ne gère qu’un seul canal

Hard Handover

Phase d’exécution (CDMA)

Si déclenchement:

Etablissement du nouveau canal

Transfert de la connexion vers le nouveau lien

Libération de l’ancien


(HANDOVER)

76Soft Handover

Pendant la communication

Le lien radio est mesuré

Si la qualité passe sous un seuil : déclenchement

Décision d’effectuer le HO

L’ancienne station transmet à la nouvelle les

paramètres du mobile impliqué (clé de

chiffrement, débit,…)

Le réseau transmet au mobile un message

(référence sur le nouveau canal de transmission)

L’ancien canal est libéré

Si pas de ressources disponible : échec de

handover (call dropped)


(HANDOVER)

77

DÉROULEMENT DU HANDOVER

78

CANAUX ET MULTIPLEXAGE

79


FDMA (Frequency Division Multiple Access) ou AMRF

(Accès Multiple à Répartition en Fréquence) est un

multiplexage fréquentiel partageant la bande de fréquence

en canaux.

Circuit unique par porteuse: transmission continue

Faible largeur de bande

Faible complexité du mobile: pas de synchronisation

Coûts des équipements fixes élevés

Nécessité d’un duplexeur au niveau mobile

Complexité du handover

80


TDMA (Time Division Multiple Access) ou AMRT (Accès Multiple à Répartition dans le Temps) est un multiplexage temporel utilisé dans chaque canal ou voie.

Plusieurs utilisateurs par porteuse: transmission discontinue

Complexité des mobiles

Entête de transmission plus importante : synchronisation

Coûts des équipements au sol moins élevés

Pas besoin de duplexeur

Complexité du handover réduite

81


Une voie peut véhiculer 8 communications différentes de la manière suivante :

Le temps est divisé en slots ou IT (Intervalles de temps) de durée 577 microsecondes, numérotés de 0 à 7.

L'ensemble de 8 IT consécutifs constitue une trame.

Une communication s'effectue dans un slot de numéro défini, par exemple 4 ;

Les trames se succèdent mais la communication n'utilise que le slot 4 de chaque trame.

Le débit effectif de la communication est donc D/8.

La durée d'une trame est de 4,615 ms.

Une série de 26 trames constitue une supertrame(ou multitrame).

Les trames 12 et 26 sont réservées au service.

82


La voix est numérisée par un convertisseur A/N

au niveau du MS. C'est donc de l'information

numérique qui est transmise entre MS et BTS,

c'est à dire une suite de bits.

Durant un IT, un paquet de bits est transmis

comportant des bits de contrôle et des bits

d'information (cryptés).

83


La structure type d'un paquet d'information :

TB (Tail Bits) correspond à 3 bits pour améliorer la démodulation.

GP (Guard Period) correspond à 8,25 bits et vise à compenser la durée de transmission entre MS et BTS.

PR est un champ pour les paramètres de réception (synchronisation).

Sachant que 116 bits utiles sont envoyés pendant une période de 577 microsecondes, que la communication utilise une IT sur 8 et que 24 trames sur 26 sont utilisées, le débit effectif est:

d = (116 000 000/577)x(1/8)x(24/26) = 23,197 Kbits/s

84


85

CDMA (Code Division Multiple Access) ou AMRC (Accès

Multiple à Répartition de code).

Modulation à étalement de spectre (spread spectrum)

Complexité des mobiles (codage)

Nombre de circuits par porteuse élevé

Nécessité de contrôle de puissance

Soft handover

PHASES D’UN APPEL

Phases d’un appel mobile vers mobile

Supervision de la puissance de signal par le

mobile

Requête de connexion (appel)

Localisation de l’appelé (Paging)

Appel accepté

Appel en cours : conversation

Fin d’appel ou Handoff

86

PHASES D’UN APPEL


Phase enregistrement de mobile

Une fois allumé, le mobile s’enregistre auprès de

la BTS y dont le signal est le plus fort.

L’enregistrement est effectuée au niveau de la

BSC associée à la BTS.

Le VLR du MSC est mis à jour.

L’opération d’enregistrement est répétée

périodiquement tant que le mobile est allumé.

87

PHASES D’UN APPEL


Phase Appel d’un numéro (paging)

Le mobile compose le numéro de l’appelé qui est

transmis à sa BTS, puis au BSC.

Le BSC transmet les deux numéros au MSC.

Le MSC lance une recherche pour savoir auprès

de quelle BSC est enregistré le numéro de

l’appelé.

88

PHASES D’UN APPEL


Phase Appel d’un numéro (paging)

Le MSC d’enregistrement du numéro de l’appelé

répond.

Les MSC se mettent d’accord sur l’affectation des

canaux pour la communication entre appelé et

appelant

89

PHASES D’UN APPEL


Phase de conversation

Les deux correspondent conversent pendant un

certain temps

90

PHASES D’UN APPEL


Phase Handover

L’appelé se déplace. Le BSC vers lequel le mobile

se déplace est averti.

Dès que le mobile se trouve dans la zone du

nouveau BSC, le handover a lieu.

91

PHASES D’UN APPEL


Phase Handover

Le nouveau BSC prépare le relais. Il communique avec

le MSC et lui donne le numéro du mobile qui est en

train de pénétrer dans sa zone.

Le nouveau MSC affecte les canaux, l’ancien les libère.

92

PHASES D’UN APPEL

Phases d’appel fixe vers

un mobile GSM:

1- MSISDN (numéro de téléphone

MS) est analysé dans l'échange

local PSTN, qui se rend compte

que ceci est un appel à un abonné

dans un réseau GSM. Une

connexion est établie au niveau

GMSC (Gateway MSC).

2- GMSC analyse le MSISDN pour

savoir dans quel HLR le MS est

enregistré, et interroge le HLR pour

obtenir des informations sur la

façon d'acheminer l'appel vers le

service MSC / VLR.93

PHASES D’UN APPEL


un mobile GSM:

3- HLR traduit MSISDN en IMSI, et

découvre que MSC / VLR est en

cours de servir MS. HLR vérifie

également le service «Transfert

d'appel à C-nombre". Si le service

est actif l'appel est réacheminé par

le GMSC à ce nombre,

probablement via PSTN.

4- HLR demande un numéro

d'itinérance, MSRN (Mobile Station

Roaming Number), de son MSC /

VLR. MSRN identifie le MSC / VLR.

94

PHASES D’UN APPEL


un mobile GSM:

5- MSC / VLR renvoie le MSRN via

HLR au niveau GMSC.

6- GMSC réachemine l'appel vers

le MSC / VLR, directement ou via

le RTPC.

7- Le MSC / VLR sait dans quelle

zone de localisation (LA) se

trouve MS. Un message de

paging est envoyé aux BSCs du

LA. (L’information de

correspondance entre cellules et

LA est stocké dans le contrôleur

BSC, mais conformément à la

spécification GSM, il peut aussi

être stocké dans le MSC).

95

PHASES D’UN APPEL


un mobile GSM:

8- Les BSCs distribuent le

message pading vers les BTS dans

le LA recherché. Les BTSs

transmettent le message sur

l'interface à l'aide de PCH (Paging

channel). Pour MS, IMSI

(International Mobile Subscriber

Identity) ou TMSI (Temporary

Mobile Subscriber Identity, qui est

valide uniquement dans la zone

actuelle de service MSC / VLR), est

utilisé.

9- Lorsque MS détecte le message

paging, il envoie une demande de

canal de signalisation, SDCCH.

96

PHASES D’UN APPEL


un mobile GSM:

10- BSC fournit un SDCCH, à l'aide

d’AGCH.

11- SDCCH est utilisé pour

l'appel mis en place des

procédures, comme dans le cas de

" Call from MS ", puis un TCH

est alloué. SDCCH est libéré. Le

téléphone mobile sonne, et

lorsque l'abonné répond la

connexion est établie.

97

PHASES D’UN APPEL

Phases de changement de localisation de

mobile

1. MS écoute BCCH (Broadcast Control Channel) dans la

nouvelle cellule pour trouver l’identité de la zone de

localisation (LAI- Location Area Identity). La nouvelle LAI

est comparée à l'ancienne. Si elles diffèrent, une mise à jour

de l'emplacement doit avoir lieu

2. MS établit une connexion avec le GSM / PLMN via SDCCH

(Stand-alone Dedicated Control Channel). L'authentification

est alors effectuée (à l'aide de HLR si la MS est inconnue dans

le MSC / VLR).

98

PHASES D’UN APPEL

Phases de changement de localisation de

mobile

3. MS envoie une demande de mise à jour de localisation au

système, si l'authentification a réussi. Si la nouvelle LA

appartient à une nouvelle MSC / VLR, HLR sera également

mis à jour.

4. La mise à jour de localisation est reconnu par le système,

et BTS et MS sont appelés à libérer le canal de

signalisation.

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GSM : SUCCÈS ET LIMITATIONS

Succès du GSM

Succès européen grâce à la normalisation

Portée par une industrie télécom forte (Nokia, Ericsson)

A l'origine du développement des mobiles

Succès des SMS

Aujourd’hui, le monde compte 838 réseaux GSM représentant 4,4 milliards d’abonnés

Limitations du GSM :

Mauvaise gestion des ressources radio

Commutation de circuit

Ligne monopolisée dans tout le réseau pour un trafic de données de nature très sporadique

Coût des communications :

Tarif en fonction de la durée, pas de la quantité de données

Infrastructure lourde, peu flexible

Amélioration des débits avec HSCSD (High-speed circuit switched data) jusqu'à up 57.6 kbit/s.

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