Rapport de projet de fin d’études architecture d’un réseau UMTS

INTERFACE RADIO

L’UMTS utilise des technologies différentes de celles du GSM, ce qui a une incidence directe sur le RAN UMTS. Les principales différences sont : – une nouvelle technique d’accès multiple : l’accès multiple à répartition des codes à bande élargie (AMRC à bande élargie ou W-CDMA) ; – un environnement de trafic multiservice ; – l’utilisation du mode de transfert asynchrone (ATM) comme protocole de transport dans le RAN(R’99 des normes UMTS). L’un des aspects essentiels des réseaux cellulaires est la technique d’accès multiple adoptée pour l’interface radio entre l’équipement d’usager et le Node B. La technique choisie doit diviser d’une manière optimale le spectre radioélectrique disponible (MHz) en un certain nombre de canaux et définir comment ces canaux sont alloués aux nombreux usagers (abonnés) accédant au réseau. Le W-CDMA a été choisi en raison des contraintes propres à l’interface radioUMTS : débits variables, qualité de service (QoS) variable, etc.

Fréquences

La Conférence administrative mondiale des radiofréquences (CAMR) de 1992 a défini les bandes de fréquences qui peuvent être utilisées pour les systèmes de troisième génération. Pour l’IMT2000, un spectre de 230 MHz, compris entre 1 885 MHz et 2025 MHz d’une part et entre 2110 MHz et 2 200 MHz d’autre part, a été retenu. En Europe, pour l’UMTS, les fréquences retenues sont 1900-2025MHz et 2110 à 2200 MHz. En 1997, la CEPT (Conférence européenne des postes et télécommunications) a précisé la répartition des deux modes d’accès retenus dans ces bandes, et à échéance 2002 :
Les bandes 1980 à 2010 MHz et 2170 à 2200 MHz sont attribuées aux systèmes satellitaires.

Architecture d’un réseauUMTS

1. Architecture globale
Les éléments d’un réseau UMTS sont répartis en deux groupes :
– le réseau d’accès radio (RAN: Radio Access Network ou UTRAN: UMTS Terrestrial RAN); – le réseau cœur (CN: Core Network).
Entre l’utilisateur et le réseau d’accès, se trouve le terminal utilisateur (UE : User Equipment). A ce niveau, deuxinterfacesapparaissent:
– l’interface Uu, qui est l’interface air entre le terminal usager et le réseau d’accès. Il s’agit de l’interface, évidemment totalement ouverte, qui utilise la couche physique W-CDMA. – l’interface Iu qui relie le réseau d’accès au réseau cœur.
2. Équipement d’abonné
Le terminal utilisateur est composé des deux éléments suivants :
– le terminal mobile (ME : Mobile Equipment), qui est l’équipement électronique émetteur-récepteur et interface homme-machine. Il peut prendre des formes variées (portatif de radiotéléphonie, terminal de transmission de données ou terminal multimédia, visiophone mobile, etc.) ; – la carte USIM (UMTS Subscriber Identity Module), carte à puces aux fonctionnalités très voisines de celles de la carte SIM des réseaux GSM. Elle contient l’identité de l’abonné et certaines informations relatives à cet abonnement, les algorithmes d’authentification, les clés d’authentification et de cryptage.
3. Réseau d’accès
Le réseau d’accès radio, tel que représenté dans laFigure 4,est constitué d’un ou de plusieurs sous-systèmes radio (RNS : Radio Network Sub-system), qui comprennent chacun un contrôleur de réseau radio (RNC : Radio Network Controller) et des stations de base, qu’on appelle nodes B
– RNC
Le RNC s’interface avec le réseau cœur au travers de l’interface Iu, qui regroupe en fait deux interfaces possibles, IuCS ou IuPS selon que le réseau cœur appartient au domaine circuit ou au domaine paquet.
Le RNC peut s’interfacer avec un node B au travers de l’interface Iub. Il est alors appelé RNC contrôleur (CRNC : Controlling RNC). Il est responsable du contrôle de charge et du contrôle de la congestion des cellules correspondant à ces nodes B.
Un mobile peut utiliser simultanément les ressources de plusieurs RNC, par exemple au cours d’unhandover.
– Node B
Le node B gère la couche physique de l’interface air, c’est-à-dire le codage du canal, l’entrelacement, l’adaptation de débit et l’étalement. Il gère aussi le contrôle de puissance en boucle fermée. C’est l’équivalent de la station de base des réseaux GSM.
4. Réseau cœur
Le réseau cœur s’apparente par de nombreux points au sous-système réseau du réseau GSM. Ainsi, pour les services en mode circuit, on retrouve les équipements MSC et VLR, pour les services en mode paquet, les SGSN et GGSN. Toutefois, le formalisme d’identification des modes circuit et paquet a été renforcé par la création de domaines de services :
– le domaine circuit (CS: Circuit Switched domain); – le domaine paquet (PS: Packet Switched domain).
10 Étude et Proposition de Technique de MigrationOptimale de Réseaux GSM vers l’UMTS
Les éléments constitutifs du réseau cœur sont répartis en trois catégories:
– Éléments du domaine CS: MSC, VLR, GMSC; – Éléments du domaine PS: SGSN, GGSN;

Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Interface Radio W-CDMA

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Mot clefs : UMTS, WCDMA, Couverture, Optimisation.

Table des matières

Introduction générale
I. Présentation de la société
II. Disfonctionnement
III. Définition du projet
Chapitre I: Introduction au Réseau UMTS
Introduction
I. Objectifs
II. Classes de qualité de service
III. Interface radio
IV. Fréquences
V. Architecture d’un réseau UMTS
1. Architecture globale
2. Équipement d’abonné
3. Réseau d’accès
4. Réseau cœur
5. Interfaces ouvertes
VI. Terminaux
Conclusion
Chapitre II: Interface Radio W-CDMA
Introduction
I. Modes FDD et TDD
II. Le CDMA
III. Problèmes et performances du W-CDMA
1. Avantages
2. Contrôle de puissance
3. Transfert intercellulaire
IV. Planification du réseau radio
Conclusion
Chapitre III: Etude de la migration vers l’UMTS
Introduction
I. Présentation du réseau GSM
II. Analyse du trafic
III. Calcul de la portée des sites en utilisant la technique WCDMA
IV. Résultats de la simulation
V. Evaluation des résultats et analyse des performances
Conclusion
Chapitre IV: Planification d’un réseau UMTS
Introduction
I. Définition des besoins
II. Première méthode de migration
1. Les étapes de l’algorithme
2. Les résultats de la simulation
3. Interprétation des résultats
III. Deuxième méthode de migration
1. Les étapes de l’algorithme
2. Résultats obtenus
2 3. Interprétation des résultats
Conclusion
Conclusion Générale
Annexe I
Annexe II
Annexe III
Bibliographie

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