Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 1 Cour

Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 1 Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 2 SOMMAIRE Pages Systèmes radiomobile 5 GENERALITES SUR LA RADIOMOBILE 6 Historique 6 Organes de normalisation GSM 7 Architecture du réseau GSM 10 Station mobile 10 Carte SIM 10 Typologie des terminaux 11 Sous –système radio (BSS) 12 Station de base (BTS) 13 Architecture de Station de base 13 Classement des BTS 14 Micro BTS 15 Configuration 26 Contrôleur de station de base (BSC) 18 Configuration du BSC 18 Interfaces 20 Sous-système réseau (NSS) 21 Registre de localisation nominale (HLR) 22 Centre de commutation des mobiles (MSC) 22 Registre de localisation des visiteurs (VLR) 22 Registre d’identités des équipements(EIR) 24 Centre d’authentification (AuC) 24 Centre d’administration du réseau (NMC) 24 Centre d’opération et de maintenance (omc) 25 Interfaces entre éléments de NSS 25 Services en GSM 26 Architecture des protocoles 26 Modèle de référence OSI 27 Gestion du réseau 33 Identité et numéro liés à un abonné 33 Confidentialité de l’IMSI 34 Authentification de chaque abonné 35 Confidentialité des communications 36 Gestion des données de sécurité 37 Gestion de l’itinérance (Rooming) 40 Zone de localisation 40 Mise à jour de la localisation 42 Recherche d’abonné (procédure de paging) 44 Procédure de gestion d’itinérance 45 Gestion des appels 49 Ingénierie et concept cellilaire 54 Distance de réutilisation 55 Modèles des cellules 57 Interférences 58 Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 3 Bilan de liaison 61 Antenne isotrope 63 Antennes 65 Partage des ressources radio(canaux physiques) 75 Bande allouée au GSM 75 Duplexage 76 Accès multiple 76 Technique d’accès multiple 78 Canal physique simplex 79 Chine de transmission du signal parole 80 Structure du burst 80 Canal physique duplex 81 Saut de fréquence 83 Organisations des trames 86 Structure des trames 87 Canaux physiques aux canaux logiques 88 Définition de la structure multitrame 88 Canaux logiques 90 Exemple de multiplexage des canaux 94 Présentation des canaux de la voie balise 95 Canal de synchronisation en fréquence 96 Canal de synchronisation en temps 97 Canal de diffusion 98 Configuration des slots des TRX d’une BTS 99 Processus de sélection des cellules 100 Critère d’affaiblissement C1 103 Critère d’affaiblissement C2 104 Optimisation du lien radio 105 Contrôle de puissance 107 Mode de transmission discontinue 108 Exemple de calcul 109 Gestion de la mobilité et handover 111 Exécution du handover 112 Handover subséquent 114 Handover sur demande du MSC 115 Phases du handover 117 GPRS 120 Architecture GPRS 121 Interface GPRS 122 La pile protocolaire 123 Activation PDP 124 Désactivation PDP 125 Canal physique 127 Dimensionnement 128 Eléments de planification cellulaire 129 Configuration des canaux logiques/physiques 131 Dimensionnement des canaux dans une cellule 131 Dimensionnement des canaux TCH 132 Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 4 Dimensionnement des canaux SDCCH 133 Optimisation de l’emplacement des BSC 133 Dimensionnement des interfaces (Abis, Ater et A) 134 Exemple de table d’Erlang 135 Glossaire 137 Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 5 SYSTEMES RADIOMOBILES Partie I GENERALITES SUR LA RADIOMOBILE ARCHITECTURE DU RESEAU GSM SERVICES OFFERTS PAR LE GSM INTERFACE RADIO PROCEDURES UTILISEES EN GSM Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 6 GENERALITES SUR LA RADIOMOBILE Historique de la radio mobile ¾ La première génération de la RM était analogique ¾ Prédominance militaire et paramilitaire ¾ Ressources non partagées ¾ Émetteur et récepteurs opèrent sur la même fréquence ¾ Problèmes de congestion de fréquences ¾ Autres problèmes techniques 1960-70:Augmentation de la demande ¾ Utilisation des ressources partagées ¾ Utilisation du concept cellulaire ¾ Introduction du Handover Système de première génération 9 AMPS Advance Mobile Phone (1979) Bande 800MHz avec 25 M d’abonnés en USA 9 NMT Nordic Mobile Téléphone 1981 Bande 450 et 900 Mhz avec 18 M d’abonnés 9 TACS Total Acces Communication System(GB) 9 R-2000 Radio com (1985 France) Bande 450 et 900Mhz. 1980-1990 ¾ Évolution technologique ¾ Demande et augmentation exponentielles ¾ Demande de plus de services génération la norme GSM(Global System for Mobil communication) La norme GSM remonte aux années 80 Les causes de cette norme ¾ Situation des réseaux cellulaires analogiques en désordre ¾ Incompatibilité des réseaux entre eux ¾ Limitation des capacités en terme d’abonnés Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 7 9 Définir une Norme unique à bande unique de radio mobile à l’ensemble Europe 9 Pas de frontière 9 Une grande capacité en terme d’abonnés. 1982: CEPT(Conférence Européenne des Postes et Télécommunications) projette l’étude d’une radio mobile cellulaire Numérique dans la bande 900Mhz 1985 Création du Groupe spécial mobile GSM 1987 Signature d’un protocole d’accord MoU (Memerandom of Understanding) à Copenhague entre 13 pays européens, pour la mise en place d’un système répondant à la norme GSM. 1992 première mise en service 1993 Roaming international entre opérateurs 1994 Norme GSM s’étend à 1800 et 1900Mhz 2000 plus de 250 millions d’utilisateurs Avantages du réseau GSM Le GSM système numérique utilise efficacement des fréquences duplex Organes de normalisation ITU-T ETSI Groupe Spécial Mobile Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 8 Le Gsm offre une qualité de voix meilleure que celle assurée par les systèmes analogiques La voix est cryptée afin de garantir une bonne sécurité à l’abonné et aux informations transmises Grâce à sa compatibilité RNIS, le réseau GSM offre de nouveaux services comparés aux services existants Une grande capacité en terme d’abonnés Le GSM cohabite avec le réseau fixe Le GSM système numérique utilise efficacement des fréquences duplex Le Gsm offre une qualité de voix meilleure que celle assurée par les systèmes analogiques La voix est cryptée afin de garantir une bonne sécurité à l’abonné et aux informations transmises Grâce à sa compatibilité RNIS, le réseau GSM offre de nouveaux services comparés aux services existants Une grande capacité en terme d’abonnés Le GSM cohabite avec le réseau fixe Le réseau GSM est un système ouvert: possibilité de cœxistence de plusieurs équipements de différents constructeurs Roaming international est possible dans tous les pays concernés Compétitivité de plusieurs opérateurs dans un même pays. Ceci permet une baisse de tarif de la communication et l’offre de plus de services Architecture du réseau 2 D Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 9 Réseau dédié aux mobiles (PLMN) 2 D BSC: Base Station Controller BTS: Base Transceiver Station MSC MS: Mobile Station BSC BSC MSC (RTC) VLR HLR AuC EIR Sous système radio (BSS) Sous système réseau (NSS) UM Abis A Architecture du réseau GSM Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 10 Carte SIM Sa fonction est : Mémoriser tout un ensemble de données : Données relatives à l’abonné : identite internationale IMSI( International Mobile Subscriber Idetity), numéro d’appel MSISDN (Mobile Station Integrated Services Digital Network) Données de sécurité : Code d’accès personnel (PIN), clé d’authentification Ki, clé de chiffrement (cryptage) Kc, algorithmes D’authentification et de détermination de la clé de chiffrement. Données relatives au PLMN : liste des PLMN préférentiels par ordre de priorité, identification du PLMN d’origine, fréquences du PLMN Données relatives à l’itinérance : identité temporaire de l’abonné TMSI, information de la localisation LAI…… CARTE SIM Station Mobile (MS) Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 11 Terminal (ME) Il assure la connexion radioélectrique avec le PLMN IL identifie IMEI(International mobile Equipement Identity) Composition ¾ Numéro d’homologation ¾ Numéro d’usine ¾ Numéro spécifique Ces indications sont propres aux constructeurs, peuvent être utilisé pour la détection des terminaux indésirables (volés, non homologués ou perturbant le réseau) Sous-sytème radio (BSS : Base station substem) Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 12 Sous –système radio (BSS) Station de base (BTS) Fonction Gère l’émission-réception sur une zone géographique donnée(cellule): multiplexage temporel TDMA, saut de fréquence, chiffrement des trames, codage canal, modulation, égalisation Réalise les mesures radio nécessaires pour contrôler le déroulement des communications en cours (niveau de puissance, qualité des signaux) et les transmet au BSC Capacité Capacité variable, jusqu’à 16 TRX maximum Possibilité d’écouler au plus une centaine de communications simultanées 9 Un TRX est un émetteur-récepteur capable de gérer une paire de fréquences porteuses GSM (voie montante et descendante) 9 Un TRX peut gérer 7à8 communications simultanées par multiplexage temporel sur une fréquence porteuse. En zone rurale 2TRX En zone urbaine de 2 à 6 TRX Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 13 Station de base (BTS) 2 D Architecture En émission, des dispositifs de couplage permettent de superposer les ondes générées par les différents TRX (à différentes fréquences) sur la même antenne En réception, la même antenne peut être utilisée grâce à des dispositifs de duplexage Duplexeur Coupleur Diviseur TRX1 TRX2 TX TX RX RX Antenne E/r En pratique différentes architectures sont possibles, l’objectif étant de limiter les pertes: -0.5 db pour duplexeur -3 db pour un coupleur/divideur Cours des réseaux mobiles GSM-GPRS-UMTS-WIMAX HAZAOUD High-tec 2010/2011 14 Cours des réseaux mobiles uploads/Ingenierie_Lourd/ note-de-cours-etalement-et-modulation.pdf