tparm nemo3G 2014 · 2015-05-31 · 4. Remettez les manuels UMTS qui vous ont été prêtés. 1. Introduction 1.1. Buts et Déroulement Le but de ce TP est d’étudier les mécanismes

4TC.ARM-NEMO-3G.TP.02 Analyse et simulation de trace protocolaire sur un mobile UMTS 3G.

Synthèse : Le but de ce TP est d’étudier les protocoles des différentes couches radio et système émis et reçus par un mobile UMTS 3G. Ce TP propose mettre en œuvre :

• L’analyse de différents scénarios à l’aide de l’outil Nemo : o De l’attachement d’un mobile, o D’appel entrant, o De l’envoi d’un SMS, o D’un appel en Visio sortant, o D’une navigation sur Internet o D’un soft Handover et inter-système 3G/2G.

Important : Il est impératif de connaître les principes abordés en cours GSM, SMS, GPRS AVANT le TP. Mots clés : UMTS, 3G, RNC, NodeB, RR, MM, CM, BCCH, CCCH, DCCH, PCCH,SIB Diffusion contrôlée : tc-ens

Edition : 2.0 Date : 26 Avril 2012 Référence : 4TC.ARM-NEMO-3G.TP.02

Ce document est la propriété du département TC – INSA de Lyon. Il ne peut-être communiqué ou dupliqué par quelque moyen que ce soit sans autorisation. Rôles Nom Partenaires Rédaction Ph. ISORCE, R. ROUSSEAU, P. VILLARD TC Mise à jour Ph. ISORCE TC Gestion SVN Ph. ISORCE TC Fiche d’évolutions Version Date Action Statut Nature de la modification 1.0 24/03/2011 C Provisoire Création du document 2.0 26/04/2012 C Provisoire Plus de scénarios, suppression partie cellulaire C : Création ; M : Modification ; S : Suppression

4TC.ARM-NEMO-3G.TP.02 Analyse et simulation de scénarios 3G Département TC

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Préambule Il est demandé de préparer ce TP, i.e., de lire le sujet, de lire les documents cités dans la bibliographie du cours. De plus, avant de commencer le TP en plate-forme Réseaux, vous devrez prendre connaissance des consignes d’usage et de respect de la plate-forme, enfin, n’oubliez pas de consigner la feuille de présence. Vous devez signaler à votre enseignant tout défaut constaté sur un équipement ou manquement au respect des consignes. Check list pour votre TP : 1. Redémarrez vos PC sous Windows XP. Insérez la clef USB logicielle qui vous est fournie

sous la forme d’une dongle USB, nommée « Playback ». Une dongle et un manuel UMTS est mis à disposition pour chaque ½ banc par votre enseignant.

2. Démarrez l’exécution du logiciel Nemo Outdoor. 3. En fin de TP, arrêtez vos PC et remettez votre dongle USB à votre enseignant. 4. Remettez les manuels UMTS qui vous ont été prêtés.

1. Introduction

1.1. Buts et Déroulement Le but de ce TP est d’étudier les mécanismes protocolaires mis en œuvre dans différents scénarios pré-enregistrés au sein d’un réseau UMTS 3G. Ce TP va se dérouler sur une durée de quatre heures. Compte-tenu du nombre limité de licences pour le logiciel Nemo, vous constituerez des trinômes par ½ banc et réaliserez un compte-rendu de TP par trinôme.

1.2. Organisation de la salle de TP

La configuration de la salle employée est celle en demi-banc, chaque demi-banc étant numéroté X = [1..6] comme le montre la figure 1.

Plate-forme RESEAUX

demi-banc 1

Fenêtres

PortePorte

Tableau blanc

Baies de Brassage Switchs ressourcescommunes

Armoire VoIP

téléphonie

Armoireconnectique

demi-banc 2

demi-banc 3

demi-banc 4

demi-banc 5

demi-banc 6

Banc 1

Banc 2

Banc 3

Figure 1 - Organisation de la salle pour le TP.


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2. Analyse et simulation de scénarios (4 heures) Lorsque le logiciel Nemo Outdoor a été démarré, ouvrez le workspace « UMTS Full Details ». Les scénarios qui seront étudiés se trouvent dans le répertoire : C:\Nemo Tools\Results.

2.1. Scénario d’attachement du mobile 1. Charger ensuite dans le workspace le scénario suivant : 11Apr12 144640.1.nmf

A sa mise en tension, le mobile s’attache au réseau. Si cette procédure s’effectue correctement, le mobile obtient du réseau un numéro temporaire, le TMSI. Durant la phase d’attachement au réseau Circuit Switched, le mobile et le réseau s’échangent les messages suivants :

Figure 2 – Inscription au réseau CS Ouvrir le scénario préenregistré correspondant à l’attachement du mobile. Dans l’onglet Signalling, visualiser les messages des couches RRC/Layers3 ainsi que Layer3. (Ajouter les couches nécessaires depuis le menu Data/Event Grid). Visualiser ces différents échanges à partir des éléments de la couche 2 et de la couche 3.

Release

MM : TMSI Reallocation Complete (new TMSI)

MM : Location Update Accept (new LAI, new TMSI)

MAP : Update Location ACK

MAP : Insert Suscriber DataACK

MAP : Insert Suscriber Data

MAP : Update Location

MM : Location Area Update Request (IMSI Attach)

Fonctions de sécurité : Authentification, activation du chiffrement et de l’intégrité

Identification si besoin de l’équipement mobile par son IMEI

RRC Connection Release

RRC Connection Establishment

Mobile RNC 3G-MSC HLR EIR


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Ci-contre les messages de la couche 3 que l’on peut observer. A quel moment, à partir de quel message le mobile change-t-il de statut pour devenir « Attached » ?

Figure 3 : Etat du mobile (View -> Device Info)

2. Quelles informations pouvez-vous retrouver dans le premier message qui circule ? De

quel type de localisation s’agit-il ? Quel type de numéro le mobile envoie-t-il ? Quel est ce numéro ? Quelle est la Location Area Identification du mobile ?


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3. De quel protocole le deuxième message est-il issu ? En comparant avec le premier message, quel est le rôle de ce deuxième message ? Repérer les mêmes éléments que pour le premier message (type de message, type de numéro envoyé, et Routing Area Identification (RAI)).

4. Que met en place la couche RRC à la suite de l’envoi de ce message de couche 3 ? A travers quels messages ?

5. L’authentification joue un rôle primordial dans la sécurité des réseaux UMTS. Elle permet de vérifier l’identité de l’abonné, le but étant d’interdire l’accès au réseau à des terminaux comportant une carte USIM falsifiée. D’après la procédure d’authentification que vous connaissez, repérer les paramètres échangés dans le premier message d’authentification ?

6. Le mobile envoie une réponse pour l’authentification. Quel paramètre, généré par le mobile, est communiqué au réseau dans ce message de réponse ?

7. La demande de l’identification du terminal est une procédure optionnelle. Quel type de numéro le réseau souhaite-t-il recevoir du mobile ?


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2.2. Scénario de réception d’un appel entrant 1. Charger maintenant dans le workspace le scénario suivant : 11Apr12 093048.1.nmf

D’après les messages observés sur la couche 3, établissez un diagramme présentant les échanges lors de la réception d’un appel.


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2. Jouer le scénario complet. D’après les informations contenues dans l’onglet « CPICH Level », faire un schéma des états RRC du mobile. Pour chacun des états, donner les caractéristiques de la cellule (Cell Id, LAI, Spreading Factor). Compléter le schéma en précisant les messages qui permettent la transition d’un état à un autre. Sur quels canaux logiques ces messages sont-ils transmis ?

D’après l’onglet « Radio Parameter», quels sont les paramètres physiques utilisés ? A quoi correspondent ces paramètres ? .

3. Dans quel état RRC le mobile se trouve-t-il à la réception du message de paging ? Préciser le canal logique utilisé pour transmettre ce message ?

4. Quelles sont les causes de paging évoquées dans le message de paging ? Quel est la cause correspondant à la réception d’un appel ? Quel(s) sont les numéros TMSI possibles du mobile ?

IDLE

Cell FACH Cell DCH


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5. Après réception du paging type, le mobile demande une connexion RRC. Quelle cause est invoquée pour l’établissement de cette connexion ? Quelle valeur prend le champ csCallType (other, speech, video) ?

6. L’un des onglets Nemo précise quel canal de transport est utilisé pour faire passer le

message RRC_CONNECTION_SETUP. Préciser quel est ce canal ?

7. Observer les informations transmises dans le message RRC_CONNECTION_SETUP ? Que fait le réseau par le biais de ce message ?

8. Quel message RRC circule après l’établissement de la connexion ? Ce message encapsule un message d’une coupe supérieur. Trouver de quel message il s’agit. Dans ce message, quel numéro le mobile envoie-t-il au réseau ? Donner ce numéro ?

9. Dans le message SETUP, préciser le(s) champ(s) qui confirment que l’appel entrant est un appel voix. Un numéro apparait. A qui appartient ce numéro ? L’appelant ou l’appelé ?

10. Par quel message le réseau demande la réservation des ressources radio nécessaires à la communication ?


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2.3. Scénario d’envoi d’un SMS

1. Charger maintenant dans le workspace le scénario suivant : 11Apr15 144310.1.nmf Visualiser les différents échanges circulant sur la couche 3. Etablir un diagramme de séquence où figurent ces différents messages.


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2. Quel type de service est demandé par le mobile ? Quel est le TMSI du mobile appelant ?

3. Retrouver, à travers le message CP DATA et en vous aidant du cours, l’architecture protocolaire relatif au traitement des SMS. A chaque couche protocolaire, associer les messages échangés. A quoi correspond le numéro de téléphone du champ RP-Destination Address ?

4. Quel message contient le deuxième CP DATA ?

2.4. Scénario d’un appel Visio sortant 1. Charger maintenant dans le workspace le scénario suivant : 11Apr13 222903.1.nmf

Lors de l’établissement de la connexion RRC avec le réseau, quel champ indique le motif d’établissement de l’appel, et quel champ indique le type d’appel. Donner leurs valeurs respectives ?

2. Quel est le type de codage vidéo utilisé pour réaliser cet appel Visio ?


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2.5. Scénario d’une navigation sur Internet 1. Charger maintenant dans le workspace le scénario suivant : 11May24 152845.1.nmf

Visualiser les différents échanges circulant sur la couche 3. Etablir un diagramme de séquence où figurent ces différents messages.


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2. Faire un schéma des états RRC du mobile. Pour chacun des états, donner les

caractéristiques de la cellule (Cell Id, LAI, Spreading Factor). Compléter le schéma en précisant les messages qui permettent la transition d’un état à un autre. Sur quels canaux logiques ces messages sont-ils transmis ?

3. Identifier les messages d’activation de contexte PDP, qui donneront lieu à l’état ci-dessous apparaissant dans l’onglet « paramètres de cellules » ?

4. D’après les messages d’activation de PDP contexte, comment est déterminé la QoS des services demandés ? Quel est le Network Service Access Point Identifier ? Quel type d’adresse le réseau doit-être attribué au mobile ? Quels sont les protocoles de configuration ?

5. Donner le type de QoS négociée, les caractéristiques de l’adresse PDP attribuée, et les protocoles de configuration utilisée ?

6. Ouvrez le fichier de capture Wireshark correspondant à cette navigation. (.pcap). Filtrez les messages HTTP et retrouvez le message relatif à la page Web demandée.

IDLE

Cell FACH Cell DCH

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