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INTRODUCTION GENERALE L’histoire des réseaux mobiles comporte d’importantes éta

INTRODUCTION GENERALE L’histoire des réseaux mobiles comporte d’importantes étapes, auxquelles on donne couramment le nom de génération. On parle de la première, deuxième, troisième et aujourd’hui, de la quatrième génération de réseaux mobiles, généralement abrégées respectivement en 1G, 2G, 3G et 4G. Ces générations diffèrent principalement par les techniques mises en œuvre pour accéder à la ressource radio. L’évolution de ces techniques est guidée par la volonté d’accroître la capacité ainsi que les débits offerts par le système d’information. C’est véritablement un nouveau secteur de l’industrie mondiale qui s’est créé, regroupant notamment constructeurs de circuits électroniques, constructeurs de terminaux mobiles, constructeurs d’infrastructures de réseaux, développeurs d’applications et de services et opérateurs de réseaux mobiles. Conçues à l’origine pour offrir un service de téléphonie mobile uniquement, les technologies de communications radio mobiles ont considérablement évolué et permettent désormais une connexion haut-débit en situation de mobilité. Les utilisateurs de terminaux mobiles peuvent naviguer sur le Web, utiliser leurs applications et services préférés, consulter leurs courriels, télécharger des vidéos, de la musique, partager des photos, tout cela sur le même terminal et en mobilité. Ainsi, la technologie mobile n’est plus un frein à l’accès aux contenus numériques. Nous faisons face à une véritable révolution. Dans le cadre de cette révolution, les technologies de télécommunication connaissent une évolution permanente depuis l'apparition des services de la radiotéléphonie cellulaire qui ont abouti au GSM comme premier pas dans le passage de l'analogique vers le numérique. Dans le GSM contrairement à la première génération de téléphones portables, les communications fonctionnent selon un mode entièrement numérique. Ce premier pas a ouvert la porte à des améliorations, dont le but est de répondre aux besoins en termes de capacité et de débit. Nous verrons ainsi l’avènement de la 3G qui sera illustré principalement par l’UMTS. Cependant chaque nouvelle génération permet une optimisation des ressources existantes mais se retrouve confrontée à de nouvelles limitations. 1 En effet, l'augmentation du débit de connexion est devenue nécessaire aux modes de consommation des usagers. Aujourd’hui, le volume des données, échangées par le réseau mobile avec des applications telles que whatsApp, Viber et bien d’autres… dépasse de loin celui de la voix. Par conséquent, les systèmes issus de la 4ème génération devraient favoriser le transfert de données à plus longue portée et à plus grande vitesse. De même, ils permettraient de généraliser des usages tels que la télévision mobile, le téléchargement, le streaming, la vidéoconférence… La solution pour répondre à ce besoin est d’innover, améliorer, faire de nouvelles découvertes tout en pensant à l’aspect sécuritaire pour le transit des données. Devant cette forte demande, les équipementiers en matière de télécommunications ont développé des produits encore plus performants. C’est pour comprendre au mieux les différentes étapes de migration de la technologie 2G vers la 4G que le sujet intitulé « MIGRATION DE LA 2G VERS LA 4G » nous a été proposé. Notre mémoire sera donc scindé en trois grandes parties. La première partie fait un état de l’art sur la migration et quelques concepts lié à celle-ci. Dans la seconde partie nous rentrons dans les détails en dévoilant les améliorations apportées par chaque nouvelle génération de réseau mobile et enfin la troisième partie sera dédiée à la pratique. Dans la seconde partie, nous aurons donc différents chapitres et le premier chapitre sera axé sur l'étude de l'existant basé en l'occurrence sur l'évolution de la technologie 2G, son architecture, fonctionnement, puis sa migration vers la 3G. Ainsi, avant de passer à la 3G nous verrons en deuxième chapitre la migration vers la 2.5G et la 2.75G qui sont des améliorations de la 2G. La mise en place de la 3G constituera notre troisième chapitre dans lequel nous verrons son architecture et son fonctionnement. Nous passerons ensuite au chapitre 4 qui va concerner la 3G+, puis enfin au chapitre 5, dans lequel nous verrons la migration vers la 4G. Dans cette partie du mémoire, nous ferons une étude détaillée de la 4G en explorant son objectif, les différentes technologies qui peuvent être employées, puis nous étudierons celle de notre choix, pour finalement axer notre partie pratique sur cette dernière. 2 I. Contexte La deuxième génération de réseaux mobiles (2G) est marquée par le nombre de systèmes ayant été définis et déployés à travers le monde. Nous retrouvons le GSM (Global System for Mobile communications) en Europe, le PDC (Personal Digital Communications) au Japon et l’IS-95 aux États-Unis. Ces systèmes, dans leurs versions initiales, donnaient accès au service voix en mobilité, mais aussi aux messages textes courts plus connus sous le nom de SMS (Short Message Service).Ces systèmes permettaient en plus, des transferts de données à faible débit. Les progrès technologiques réalisés dans la conception de circuits hyperfréquences et de dispositifs de traitement numérique du signal permirent une réduction drastique de la taille des terminaux, autorisant une réelle mobilité. De ces trois systèmes, le GSM est celui qui a rencontré le plus large succès. Il fut déployé dans un grand nombre de pays, permettant l’itinérance entre ces derniers. Ce succès fut rendu possible par une démarche de normalisation mise en place au niveau européen au début des années 1990. Les pays européens avaient su en effet tirer les enseignements des écueils de la 1G en matière d’incompatibilité des systèmes. L’assurance d’une itinérance au sein des pays européens, ainsi que des coûts de production réduits via des économies d’échelle liées à la taille du marché, incitèrent d’autres pays à adopter cette technologie. Le GSM devint ainsi le premier système déployé sur quasiment l’ensemble du globe. En 2012, nous comptons 212 pays possédant au moins un réseau GSM. Par ailleurs, les réseaux GSM déployés à travers le monde couvrent plus de 90 % de la population mondiale. Les systèmes 2G ont pour principal point commun d’être basés sur des codages et des modulations de type numérique : le signal de parole est transformé en un train de bits avant modulation et transmission sur l’interface radio. L’introduction du numérique dans les technologies radio mobiles fut l’élément qui permit le net accroissement de la capacité des réseaux, grâce aux puissants traitements mathématiques du signal qu’il autorise. Par ailleurs, des techniques d’accès multiple plus élaborées que le FDMA furent employées. GSM et PDC sont par exemple basés sur une répartition en fréquences FDMA entre les cellules, combinée à une répartition en temps sur la cellule appelée TDMA (Time Division Multiple Access). D’autre part, les voies montantes et descendantes sont séparées en fréquence (mode FDD). 3 L’IS-95 utilise une répartition par codes appelée CDMA (Code Division Multiple Access). Ces techniques accrurent largement l’efficacité spectrale des systèmes, c’est-à-dire le débit pouvant être écoulé par Hertz par cellule. À titre d’exemple, une cellule GSM peut supporter une cinquantaine d’appels voix simultanés et ce chiffre double quasiment si le schéma de codage de la voix est réduit au format demi-débit (half-rate).Le succès des systèmes 2G fut et demeure considérable. Vers fin 2011, plus de deux tiers des utilisateurs de services mobiles sont connectés via un terminal 2G. Ce succès s’explique d’une part par le gain des réseaux en capacité, mais aussi par l’ouverture du marché des télécommunications mise en œuvre dans de nombreux pays au cours des années 1990. Cette nouvelle donne a introduit la concurrence au sein de marchés jusqu’alors monopolistiques, réduisant de manière significative les tarifs en vigueur. En outre, l’adoption du GSM par un grand nombre de pays a conduit à faire baisser les coûts de production des équipements, contribuant ainsi à la démocratisation de la technologie. Les systèmes 2G présentent toutefois plusieurs limites. La plus importante est d’ordre capacitaire, impliquant des rejets d’appels aux heures les plus chargées de la journée malgré la densification des réseaux. La seconde est d’ordre fonctionnel. À ses débuts, le GSM utilisait un réseau cœur à commutation de circuit par lequel l’accès aux services de données était particulièrement lent. Afin d’accroître les débits fournis, le réseau d’accès GSM fut connecté à un réseau cœur appelé GPRS (General Packet Radio Service). Cette évolution améliora la prise en charge des services de données. En complément de ce développement, la technologie d’accès radio EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) rendit possible des débits de l’ordre de 240 Kbit/s par cellule grâce à l’amélioration des techniques d’accès au canal radio. Toutefois, à la fin des années 1990i, les débits fournis par les réseaux 2G étaient encore trop limités pour que l’accès aux services de données soit fluide. Cette limitation fut à l’origine de la définition des technologies 3G. Cependant, aujourd’hui nous parlons déjà de la 4G, ce qui prouve que la technologie ne cesse d’évoluer. Mais qui dit suivre l’évolution technologique parle également d’innovation, de planification, et en terme de réseaux, même si la migration ne peut se faire brusquement, elle doit être envisagé, ses détours et contours doivent être étudiés. 4 La 4G est d’actualité, les médias en parlent un peu partout et les téléphones ‘branchés’ sont de plus en plus compatible 4G (Lte, Wimax). Le besoin est donc présent et s’intensifie avec le temps. II. PROBLÉMATIQUE Cette dernière uploads/Ingenierie_Lourd/ memoire-migration-2g-vers-la-4g-a-parfaire.pdf