CONNEXION AU RÉSEAU
Les BTS ont pour fonction de détecter la présence
d'un téléphone portable ; ils émettent périodiquement
des signaux qui sont reçus par le MS.
MS sélectionne le BTS qui est le plus adéquat sur des
critères énergétiques (niveau de réception) ou de
disponibilité (la BTS la moins chargée).
MS envoie au BTS choisi une requête de connexion
composée de l'identifiant de l'abonné (qui est dans la
carte SIM)
BTS envoi se réponse:
Si elle peut accepter la connexion, elle envoie un
acquittement ACK.
Si elle ne peut accepter la connexion (par exemple si elle
n'a pas de canaux disponibles) elle envoie un message
ALERT (le MS doit alors choisir une autre BTS).
67
CONNEXION AU RÉSEAU
Identification de MS
Une BTS peut recevoir simultanément des requêtes de connexion provenant de deux MS différents ; dans ce cas ces requêtes se superposent et donnent lieu à un signal incompréhensible collision
La collision ne peut être détectée par le MS (qui ne l'entend pas) le protocole Aloha
Si au bout d'un certain délai (timeout), le message ACK n'est pas reçu par le MS, on considère que la requête n'est pas arrivée et on émet une nouvelle requête après un délai aléatoire compris entre 0 et tmax.
Le choix de timeout et de tmax influe sur le débit effectif du réseau.
68
CONNEXION AU RÉSEAU
Si connexion acceptée, la BTS transmet la
requête au BSC qui elle même la transmet au
MSC avec le numéro de la BTS ce qui permet de
mettre à jour la VLR (enregistrement de la
localisation).
VLR transmet également les informations de
localisation au HLR pour mise à jour. Tout ce
processus correspond à l'identification de
l'abonné.
69
CONNEXION AU RÉSEAU
Authentification de MS
La carte SIM comporte l'identifiant ID de l'abonné et une clé secrète composée en fait de deux clés C1 et C2.
AUC comporte les mêmes informations : connaissant ID, il trouve les clés C1 et C2 dans ses tables.
AUC construit un message à partir d'un nombre N généré aléatoirement et qu'il encode avec la clé C1 ; il envoie ce message (via la chaîne AUC-HLR-MSC-BSC-BTS-MS) au MS.
MS, à l'aide de la clé C1, décode le message et récupère donc le nombre N qu'il encode avec la clé C2 ; ce nouveau message est envoyé à AUC (via la chaîne MS-BTS-BSC-MSC-HLR-AUC) ;
AUC peut le décoder avec la clé C2 et récupère donc N ; il peut vérifier que c'est bien le nombre initial.
Si c'est le cas, l'authentification a réussi. Il faut alors avertir le MS qu'il a été authentifié.
70
CONNEXION AU RÉSEAU
71
Définition = ensemble des opérations mises en œuvre permettant qu'une station mobile puisse changer de cellule sans interruption de service.
Principe = lorsque le signal de transmission entre un combiné et une station de base s'affaiblit, le système du combiné trouve une autre station de base disponible dans une autre cellule, qui est capable d'assurer à nouveau la communication dans les meilleures conditions.
Protocole = lorsque la station mobile quitte la zone couverte par une cellule pour une autre, c'est la qualité de transmission qui détermine la nécessité du handover
La qualité de transmission est indiquée par le taux d'erreur, l'intensité du signal reçu, le niveau d'interférences et le délai de propagation.
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
72
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
73
Phase de mesures
Ms et BTS effectuent des mesures
Paramètres recueillis :
La puissance du signal reçu (qualité du lien)
MS (canal descendant), BTS (canal montant)
Le taux d’erreur binaire (BER)
Distance entre le mobile et la station de base (grâce à la
valeur de l’avance en temps)
Paramètres diffusés par une station :
Identité de la station
Les fréquences des canaux balise des stations voisines
Les intervalles de mesures doivent être petits
GSM : remontées de mesures au BSC toutes les 480ms
Au maximum : mesure de 6 stations
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
74
Phase d’exécution (GSM)
Si déclenchement:
Etablissement du nouveau canal
Libération de l’ancien
Transfert de la connexion vers le nouveau lien
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
75
Le MS ne gère qu’un seul canal
Hard Handover
Phase d’exécution (CDMA)
Si déclenchement:
Etablissement du nouveau canal
Transfert de la connexion vers le nouveau lien
Libération de l’ancien
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
76Soft Handover
Pendant la communication
Le lien radio est mesuré
Si la qualité passe sous un seuil : déclenchement
Décision d’effectuer le HO
L’ancienne station transmet à la nouvelle les
paramètres du mobile impliqué (clé de
chiffrement, débit,…)
Le réseau transmet au mobile un message
(référence sur le nouveau canal de transmission)
L’ancien canal est libéré
Si pas de ressources disponible : échec de
handover (call dropped)
GESTION DU TRANSFERT INTERCELLULAIRE
(HANDOVER)
77
DÉROULEMENT DU HANDOVER
78
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
79
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
FDMA (Frequency Division Multiple Access) ou AMRF
(Accès Multiple à Répartition en Fréquence) est un
multiplexage fréquentiel partageant la bande de fréquence
en canaux.
Circuit unique par porteuse: transmission continue
Faible largeur de bande
Faible complexité du mobile: pas de synchronisation
Coûts des équipements fixes élevés
Nécessité d’un duplexeur au niveau mobile
Complexité du handover
80
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
TDMA (Time Division Multiple Access) ou AMRT (Accès Multiple à Répartition dans le Temps) est un multiplexage temporel utilisé dans chaque canal ou voie.
Plusieurs utilisateurs par porteuse: transmission discontinue
Complexité des mobiles
Entête de transmission plus importante : synchronisation
Coûts des équipements au sol moins élevés
Pas besoin de duplexeur
Complexité du handover réduite
81
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
Une voie peut véhiculer 8 communications différentes de la manière suivante :
Le temps est divisé en slots ou IT (Intervalles de temps) de durée 577 microsecondes, numérotés de 0 à 7.
L'ensemble de 8 IT consécutifs constitue une trame.
Une communication s'effectue dans un slot de numéro défini, par exemple 4 ;
Les trames se succèdent mais la communication n'utilise que le slot 4 de chaque trame.
Le débit effectif de la communication est donc D/8.
La durée d'une trame est de 4,615 ms.
Une série de 26 trames constitue une supertrame(ou multitrame).
Les trames 12 et 26 sont réservées au service.
82
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
La voix est numérisée par un convertisseur A/N
au niveau du MS. C'est donc de l'information
numérique qui est transmise entre MS et BTS,
c'est à dire une suite de bits.
Durant un IT, un paquet de bits est transmis
comportant des bits de contrôle et des bits
d'information (cryptés).
83
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
La structure type d'un paquet d'information :
TB (Tail Bits) correspond à 3 bits pour améliorer la démodulation.
GP (Guard Period) correspond à 8,25 bits et vise à compenser la durée de transmission entre MS et BTS.
PR est un champ pour les paramètres de réception (synchronisation).
Sachant que 116 bits utiles sont envoyés pendant une période de 577 microsecondes, que la communication utilise une IT sur 8 et que 24 trames sur 26 sont utilisées, le débit effectif est:
d = (116 000 000/577)x(1/8)x(24/26) = 23,197 Kbits/s
84
CANAUX ET MULTIPLEXAGE
85
CDMA (Code Division Multiple Access) ou AMRC (Accès
Multiple à Répartition de code).
Modulation à étalement de spectre (spread spectrum)
Complexité des mobiles (codage)
Nombre de circuits par porteuse élevé
Nécessité de contrôle de puissance
Soft handover
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Supervision de la puissance de signal par le
mobile
Requête de connexion (appel)
Localisation de l’appelé (Paging)
Appel accepté
Appel en cours : conversation
Fin d’appel ou Handoff
86
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase enregistrement de mobile
Une fois allumé, le mobile s’enregistre auprès de
la BTS y dont le signal est le plus fort.
L’enregistrement est effectuée au niveau de la
BSC associée à la BTS.
Le VLR du MSC est mis à jour.
L’opération d’enregistrement est répétée
périodiquement tant que le mobile est allumé.
87
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase Appel d’un numéro (paging)
Le mobile compose le numéro de l’appelé qui est
transmis à sa BTS, puis au BSC.
Le BSC transmet les deux numéros au MSC.
Le MSC lance une recherche pour savoir auprès
de quelle BSC est enregistré le numéro de
l’appelé.
88
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase Appel d’un numéro (paging)
Le MSC d’enregistrement du numéro de l’appelé
répond.
Les MSC se mettent d’accord sur l’affectation des
canaux pour la communication entre appelé et
appelant
89
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase de conversation
Les deux correspondent conversent pendant un
certain temps
90
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase Handover
L’appelé se déplace. Le BSC vers lequel le mobile
se déplace est averti.
Dès que le mobile se trouve dans la zone du
nouveau BSC, le handover a lieu.
91
PHASES D’UN APPEL
Phases d’un appel mobile vers mobile
Phase Handover
Le nouveau BSC prépare le relais. Il communique avec
le MSC et lui donne le numéro du mobile qui est en
train de pénétrer dans sa zone.
Le nouveau MSC affecte les canaux, l’ancien les libère.
92
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
1- MSISDN (numéro de téléphone
MS) est analysé dans l'échange
local PSTN, qui se rend compte
que ceci est un appel à un abonné
dans un réseau GSM. Une
connexion est établie au niveau
GMSC (Gateway MSC).
2- GMSC analyse le MSISDN pour
savoir dans quel HLR le MS est
enregistré, et interroge le HLR pour
obtenir des informations sur la
façon d'acheminer l'appel vers le
service MSC / VLR.93
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
3- HLR traduit MSISDN en IMSI, et
découvre que MSC / VLR est en
cours de servir MS. HLR vérifie
également le service «Transfert
d'appel à C-nombre". Si le service
est actif l'appel est réacheminé par
le GMSC à ce nombre,
probablement via PSTN.
4- HLR demande un numéro
d'itinérance, MSRN (Mobile Station
Roaming Number), de son MSC /
VLR. MSRN identifie le MSC / VLR.
94
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
5- MSC / VLR renvoie le MSRN via
HLR au niveau GMSC.
6- GMSC réachemine l'appel vers
le MSC / VLR, directement ou via
le RTPC.
7- Le MSC / VLR sait dans quelle
zone de localisation (LA) se
trouve MS. Un message de
paging est envoyé aux BSCs du
LA. (L’information de
correspondance entre cellules et
LA est stocké dans le contrôleur
BSC, mais conformément à la
spécification GSM, il peut aussi
être stocké dans le MSC).
95
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
8- Les BSCs distribuent le
message pading vers les BTS dans
le LA recherché. Les BTSs
transmettent le message sur
l'interface à l'aide de PCH (Paging
channel). Pour MS, IMSI
(International Mobile Subscriber
Identity) ou TMSI (Temporary
Mobile Subscriber Identity, qui est
valide uniquement dans la zone
actuelle de service MSC / VLR), est
utilisé.
9- Lorsque MS détecte le message
paging, il envoie une demande de
canal de signalisation, SDCCH.
96
PHASES D’UN APPEL
Phases d’appel fixe vers
un mobile GSM:
10- BSC fournit un SDCCH, à l'aide
d’AGCH.
11- SDCCH est utilisé pour
l'appel mis en place des
procédures, comme dans le cas de
" Call from MS ", puis un TCH
est alloué. SDCCH est libéré. Le
téléphone mobile sonne, et
lorsque l'abonné répond la
connexion est établie.
97
PHASES D’UN APPEL
Phases de changement de localisation de
mobile
1. MS écoute BCCH (Broadcast Control Channel) dans la
nouvelle cellule pour trouver l’identité de la zone de
localisation (LAI- Location Area Identity). La nouvelle LAI
est comparée à l'ancienne. Si elles diffèrent, une mise à jour
de l'emplacement doit avoir lieu
2. MS établit une connexion avec le GSM / PLMN via SDCCH
(Stand-alone Dedicated Control Channel). L'authentification
est alors effectuée (à l'aide de HLR si la MS est inconnue dans
le MSC / VLR).
98
PHASES D’UN APPEL
Phases de changement de localisation de
mobile
3. MS envoie une demande de mise à jour de localisation au
système, si l'authentification a réussi. Si la nouvelle LA
appartient à une nouvelle MSC / VLR, HLR sera également
mis à jour.
4. La mise à jour de localisation est reconnu par le système,
et BTS et MS sont appelés à libérer le canal de
signalisation.
99
GSM : SUCCÈS ET LIMITATIONS
Succès du GSM
Succès européen grâce à la normalisation
Portée par une industrie télécom forte (Nokia, Ericsson)
A l'origine du développement des mobiles
Succès des SMS
Aujourd’hui, le monde compte 838 réseaux GSM représentant 4,4 milliards d’abonnés
Limitations du GSM :
Mauvaise gestion des ressources radio
Commutation de circuit
Ligne monopolisée dans tout le réseau pour un trafic de données de nature très sporadique
Coût des communications :
Tarif en fonction de la durée, pas de la quantité de données
Infrastructure lourde, peu flexible
Amélioration des débits avec HSCSD (High-speed circuit switched data) jusqu'à up 57.6 kbit/s.
100
GPRS : GENERAL PACKET RADIO SERVICE
Motivation
le transport des données sur le réseau GSM
n'autorise qu'au mieux des débits de 9,6 kbit/s.
GPRS permet de contourner le problème de:
monopolisation de canal
la facturation à la durée
permettre des débits résolument plus importants.
101
GPRS : GENERAL PACKET RADIO SERVICE
Basé sur GSM, peuvent coexister
2.5G (2G+)
Navigation sur internet via un mobile
Données en mode non connecté, par paquets
Compatible avec IP
Plus adapté à la transmission de données
Plus économique car ressources allouées en fonction
des données échangées
Plus rapide car aucun délai de connexion
Caractéristiques
Débit théorique 160 kbit/s (en pratique plutôt 30
kbit/s) comparable à un modem
Facturation à la donnée
Connexion permanente possible
102
GPRS : GENERAL PACKET RADIO SERVICE
GPRS vs GSM
GPRS GSM
Support des deux commutations
de circuit et de paquet.
commutation de circuit
uniquement.
MS utilise des retransmissions
automatiques (ARQ) pour
retransmettre les trames
erronées.
Pas de retransmission sur les
MS
Multiple time slots peuvent être
affectés à un usager.
Single time slot par usager
Un time slot peut être alloué à
plusieurs usagers.
Single time slot par usager
Facturation complexe (basée sur
le volume, la QoS. )
Facturation simple basée sur la
durée 103
FONCTIONNALITÉS RAJOUTÉES AU GSM
Au niveau du mobile
Cohabitation du mode commutation de circuit avec le
mode commutation de paquet
Fonctionnement en parallèle ou en alternance selon
le type de mobile:
Mobile de type A : GSM et GPRS en même temps
Mobile de type B : GSM ou GPRS (en alternance)
Mobile de type C : GSM ou GPRS à priori
Applications nouvelles pour accéder à Internet
Au niveau Réseau
Implantation de nœuds spéciaux pour gérer le trafic
paquets (SGSN et GGSN)
Ajout d’attributs au HLR (liés aux accès Internet) 104
GPRS : ARCHITECTURE
105
GPRS : ARCHITECTURE
106
GPRS : ARCHITECTURE
SGSN (Serving GPRS Support Node)
Gestion des paquets liés à une zone géographique
Gestion des utilisateurs GPRS
Gestion de la sécurité et contrôle d’accès
Équivalent au MSC mais pour les communications en mode paquet
GGSN (Gateway GPRS Support Node)
Interopérabilité avec Internet
Routage de paquets vers les SGSN en fonction des zones de destination
Gestion de sécurité
Gestion de la localisation des mobiles
Gestion des handovers
Facturation…
107
ATTACHEMENT / DÉTACHEMENT D'UN MOBILE
1 : le mobile effectue une demande d'attachement
2 : le SGSN accepte la demande et confirme l'attachement
3 : le SGSN refuse la demande et envoie un message de rejet
4 : le mobile demande une interruption de la session mais reste en veille
5 : le mobile demande une interruption définitive de la session (coupure d'alimentation)
6 : si la demande d'interruption est acceptée, le SGSN confirme et le mobile passe dans l'état Inactif
7 : fin de session108
IMPACT DU GPRS SUR GSM
109
GPRS : SUCCÈS ET LIMITATIONS
Nouveaux champs d’applications par rapport au
GSM :
Accès radio aux réseaux IP (internet et intranet)
Recherches dans des bases de données (restaurants,
stations service, bourse…)
Télématique, télésurveillance (ascenseurs, distributeurs)
Diffusion d’informations (publicité, guidage
cartographique…)
Messagerie électronique
…
Limitations
Débit insuffisant pour le contenu multimédia (photo,
vidéo, visiophonie, télévision …)
Zone de couverture
110
EDGE
111
EDGE
112
CONCLUSION 2G
113
UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS
SYSTEM)
3G
2002 en Norvège, 2004 en France
Basée sur la technologie W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access)
Technique d'étalement de spectre
Nouvelle technique de codage qui permet de réutiliser les mêmes fréquences dans des cellules radio adjacente
Plus de bande passante et plus de débit dans chaque cellule
Fréquences
réutilisation des fréquences 900 et 1800 Mhz du GSM
Bande 1900 Mhz - 2100 Mhz : réservée à l'UMTS
Débits
Théorie : de 144 kb/s en zone rurale à 2Mb/s en bâtiment
Beaucoup de facteurs qui peuvent diminuer le débit (mobilité, nombre d'abonnés par cellule, etc.)
114
Transférer en temps réel des contenus
multimédia
les images, le son et la vidéo
Visiophonie
Télévision
Vidéosurveillance
Forte utilisation d'applications de type Internet
explosion du marché des smartphones et des réseaux
sociaux
Services dépendants de la localisation
finder, guide touristique, news
Autres
Jeux, banque, etc.
UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS
SYSTEM)
115
ARCHITECTURE GLOBALE DU RÉSEAU UMTS
116
RÉSEAU D’ACCÈS UTRAN
Le réseau d’accès UTRAN est doté de plusieurs
fonctionnalités:
Transférer les données générées par l’usager.
Permet la confidentialité et la protection des
informations.
Permet une estimation de la position
géographique
Se charge d’allouer et de maintenir des
ressources radio nécessaires à la communication.
117
RÉSEAU CŒUR
Le réseau cœur de l’UMTS est composé de trois
parties :
Le domaine CS (Circuit Switched) utilisé pour la
téléphonie .
Le domaine PS (Packet Switched) qui permet la
commutation de paquets.
Les éléments communs aux domaines CS et PS .
Ces deux domaines permettent aux équipements
usagers de pouvoir gérer simultanément une
communication paquets et circuits.
118
CONTRAINTES
L’UMTS est une excellente solution de point de vue
technique . Les contraintes proviennent
essentiellement:
Investissement dans la licence?
Rentabilité (Culture consommateurs?)
Achat de matériel
Installation massive sur le territoire national
Achat de spectre d'émission
Exploitation, nouveaux terminaux
119
LTE (LONG TERM EVOLUTION)
4G
LTE considéré comme évolution des normes
d’UMTS 3G
Il emploie une forme différente d’interface radio,
utilisant OFDMA/SC-FDMA au lieu de CDMA
Fréquences de 1,25 Mhz à 20 Mhz
Motivations
Besoin de système optimisant la commutation des
paquets
Besoin des débits plus élevés (de 50Mb/s à 100Mb/s)
Besoin d’une très bonne qualité de service
Besoin d’infrastructures moins coûteuses120
RÉSUMÉ
Technologie Avantages Inconvénients
1G – NMT
(Nordic Mobile
Telephone)
* 1er radiotéléphones analogiques
sans fils
* Taille imposante des
équipements
* Pas de confidentialité de
communications
* Réseaux saturés
2G -GSM * Meilleure qualité d’écoute
* Taille réduite
* Confidentialité des
communications
* Débit: envoi de donnés lentes
2.5G –GPRS * Débit
* Accès WAP (Internet allégé)
* Facturation à la donnée
* Connexion permanente possible
* Support de plusieurs niveaux de
qualité de service
* Pas d’accès satisfaisant à
internet
* Réseau GSM déjà saturé
* Aucune application décisive pour
le grand public
2.75G –EDGE * Solution alternative moins
onéreuse que la 3G
* Débit plus élevé que le GPRS
* Obligation de changer de
terminal
3G –UMTS * Accès internet haut-débit depuis
équipement mobile ou ordinateur
* Visiophonie
* Télévision
* coût
* Changement des équipements
usagers
121
122
CONCEPT CELLULAIRE
Problème de base = Comment desservir une
région de taille importante (pays, continent)
Avec une bande de fréquences limitée,
Avec une densité de trafic importante, qui varie dans
le temps et dans l’espace et pouvant augmenter,
Offrir des services téléphoniques et autres à des
usagers fixes et mobiles ?
Concept cellulaire avec réutilisation des
fréquences.
Mécanisme de réutilisation des fréquences :
Repose sur la propriété d’atténuation des signaux
avec la distance.
Cellules utilisant la même fréquence.
CONCEPT CELLULAIRE
123
RÉUTILISATION DE LA FRÉQUENCE
124
RÉUTILISATION DE LA FRÉQUENCE
125
Principe: Repose sur l’utilisation des mêmes
fréquences porteuses pour couvrir des zones
différentes séparées par des distances suffisantes
pour que l’interférence co-canal ne soit pas
importante.
RÉUTILISATION DES FRÉQUENCES
126
CONCEPT CELLULAIRE
Supposer que le système admet S=70 canaux
fréquentiels
Système Pre-cellulaire (avant le système cellulaire) :
Capacité du système
=
nb d’utilisateurs
simultanés
= 70 x 3 = 210127
Diviser les 70 canaux en 7 groupes (A,B,C,D,E,F,G) de
10 canaux.
Les cellules qui utilisent le même groupe sont éloignées.
Capacité du système = nb
d’utilisateurs simultanés
= 10 x 7 x 3 = 210
Avec la même capacité, la
puissance de transmission a passé de
centaines de Watts à quelques
Watts, et même < 1 W par canal.
CONCEPT CELLULAIRE
128
Pour augmenter la capacité, utiliser des cellules de
faible taille.
Capacité du système
= nb d’utilisateurs
simultanés >> 210
CONCEPT CELLULAIRE
129
Pourquoi donc Concept cellulaire ?
Réduire la puissance de transmission
Augmenter la capacité du système
étaler la couverture par autant de cellules que
nécessaire
augmenter le nombre maximum des utilisateurs
accédant au réseau.
Réduire les interférences.
130
La Forme de la cellule
Les antennes omnidirectionnelles rayonnent selon une
forme circulaire (vue de dessus).
Le problème est que les cellules circulaires ne peuvent
pas être superposées sur une carte sans laisser des
zones incouvertes ou sans créer des zones de
chevauchement.
3 choix : Triangle équilatéral ou carré ou Hexagon.
131
La Forme de la cellule
Une cellule doit être conçue pour servir les mobiles les
plus faibles au sein de l’empreinte (forme), et ceux-ci
sont généralement situé à la frontière de la cellule.
l’hexagone possède la plus grande superficie parmi les
trois fromes.
En utilisant la géométrie hexagonale, le plus petit
nombre de cellules peut couvrir une région
géographique
L’hexagone décrit mieux un cercle
132
Cluster
La superficie totale de la couverture est
divisée en clusters
Le nombre de cellules N dans chaque Cluster
est appelé taille du cluster
les cellules dans un Cluster utilisent tous les
canaux fréquentiels il n’ya pas d’interférence
co-canal dans un même cluster, qui provient
de deux cellules utilisant la même bande
fréquentielle
Le cluster est reproduit sur toute la zone de
couverture.
ex : 3 Clusters de taille N=7.
Distance de réutilisation D = Distance
minimale entre les centres de deux cellules
utilisant la même canal fréquentiel.133
Réutilisation de fréquence (N=4, N=7)
Facteur de réutilisation de fréquence=1/N
Chaque cellule utilise 1/N des canaux existants.134
Capacité
compromis : Des valeurs réduites de N peut engendrer des
interférences
135
Taille du Cluster
N peut avoir certaines valeurs
précises selon i et j des entiers :
N = i2 + j2 + i x j
Pour localiser le co-canal le
plus proche :
Se déplacer i cellules le long
d’une chaîne d’hexagones, puis
Tourner 60 degrés contre le sens
de la montre et se déplacer j
cellules.
ex : i=3 ; j=2 N=19
136
Localisation du co-canal pour N=3
137
Localisation du co-canal pour N=3
138
Géométrie de l’hexagone
139
Exercice 1
Considérons un système cellulaire dont le nb total des canaux vocaux disponibles pour gérer le trafic est 960. L’aire de chaque cellule est de 6 km2 et la zone de couverture totale du système est de 2000 km2.
Calculer
1 ) Combien de fois un cluster de taille 4 doit être reproduit pour couvrir toute la zone ?
2 ) nb de canaux par cellule ?
3 ) la capacité du système si la taille de cluster, N est 4
4 ) la capacité du système si la taille de cluster est 7
5 ) Est-ce que la diminution de la taille de cluster N augmente la capacité du système ? Expliquez.
140
Solution Pour N = 4
Zone d’un cluster avec réutilisation N = 4 : 4 x 6 = 24km2
Nombre de clusters pour couvrir la superficie totale avec N=4 :
2000/24 = 83.33 ≈ 83
Nombre de canaux par cellule 960/4 = 240
La capacité du système : 83 x 960 = 79680 canaux
Pour N=7
Zone d’un cluster avec réutilisation N = 7 : 7 x 6 = 42km2
Nombre de clusters pour couvrir la superficie totale avec N=7 :
2000/42 = 47.62 ≈ 48
Nombre de canaux par cellule 960/7 = 137.15 ≈ 137
La capacité du système : 48 x 960 = 46080 canaux
Il est évident que lorsqu’on diminue la valeur de N de 7 à 4, on augmente la capacité du système de 46080 à 79680 canaux. Ainsi, la diminution de la taille du cluster N augmente la capacité du système.
141