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Introduction

Etude de la Qualit de Service dans les rseaux UMTS

3Introduction

4Chapitre I

4Architecture et services de UMTS

41.1. Introduction

41.2. Les objectifs

51.3. La couverture de lUMTS

71.4. Les frquences

81.4.1 Lorganisation frquentielle:

81.4.2 Lorganisation temporelle:

91.5. Architecture du rseau UMTS

91.5.1 Architecture en point de vue physique

101.5.2 Architecture en point de vue fonctionnel

12Chapitre 2

12Le rseau cur UMTS

122.1. Architecture du rseau cur

132.1.1 Domaine commutation de circuits

132.1.2 Domaine commutation de paquet :

132.1.3 Les lments communs

142.2.1 Le protocoles utilises par le domaine CS:

152.2.2 Le protocoles utilises par le domaine PS:

162.3 Evolution du rseau cur UMTS release 99 vers le tout IP

17Chapitre 3

17Le rseau daccs UTRAN

173.1 Architecture de lUTRAN

183.1.1 Node B:

183.1.2 Le RNC (Radio Network Controller)

193.2 Macrodiversit en CDMA:

203.4 Interface radio de lUTRAN

213.4.1 Les canaux

253.4.2 Les interfaces logiques dans lUTRAN

28CHAPITRE 4

28Architecture et mcanisme de QoS de bout en bout dans le rseau UMTS

294.1 QoS dans les rseaux UMTS

294.1.1 Architecture de la QoS dans les rseaux UMTS

304.1.2 Le service support UMTS

324.1.3 Les fonctions de gestion de QoS dans un rseau UMTS

344.1.4 Les classes de QoS de lUMTS

374.1.5 Les attributs de QoS du service support UMTS

384.2 La QoS dans le rseau IP

394.2.1 Le modle dintgration des services IntServ

404.2.2 Le modle de diffrenciation des services DiffServ

41Chapitre 5

41Intgration des rseaux UMTS /WLAN

415.1 Introduction

415.2 WLAN 802.11

425.3 IP dans les rseaux 802.11 WLAN

425.4 Architecture dintgration:

445.5 Modle de Terminal:

455.6 Rservation de ressource:

465.7 La mobilit et le handover

475.8 Conclusion:

49Conclusion gnrale:

50RFRENCES

Introduction

Le systme de tlphonie cellulaire connat un succs considrable, avec un nombre d'abonns sans cesse croissant, le premier systme sans fil a t invent par Bell System, aux tats unis, en 1940. Le 1er rseau cellulaire de type analogique, ayant pour nom AMPS (Advanced mobile phone system) a t mis en place Chicago ds 1978 suivis par le systme NMT (Nordic Mobile Telephone) en Europe en 1981, ces rseaux dit de premire gnration sont caractris par une modulation analogique et une mthode accs FDMA (Frequency Division Multiple Access).

Les rseaux de deuxime gnration ont fait ses dbuts dans les annes 1990 tel que le systme GSM (Global System for Mobile) en Europe, le system PDC au Japon et le systme IS-95 au USA, ces systmes sont caractriss par des modulations numriques. Aprs les instances de normalisation se sont ensuite tournes vers un systme unique du troisime gnration de la tlphonie mobile, On peut dfinir la troisime gnration comme un ensemble de technologies dveloppes dans le but de faire voluer les systmes cellulaires de deuxime gnration au niveau de la capacit et de la couverture ainsi que la qualit de service (QoS).

Dans le premier chapitre on dfinit larchitecture gnrale des rseaux UMTS ainsi que ces objectifs. Tandis que dans le deuxime chapitre on dcrit les diffrents lments du rseau cur ainsi que leurs fonctionnalits. Aprs on dans le troisime chapitre aborde le rseau daccs UTRAN (Universal Terrestrial Radio Access Network) qui reprsente la principale nouveaut par apport aux rseaux de deuxime gnration. Dans le chapitre quatre on introduit le support de la qualit de service (QoS) dans les rseaux UMTS. Par la suite dans le chapitre cinq on aborde une intgration des rseaux UMTS et WLAN (Wirless Local Area Network) et on fini par une conclusion gnrale.Chapitre I

Architecture et services de UMTS

1.1. Introduction

UMTS a t conu comme le successeur de GSM et annonce le mouvement vers les rseaux de tlcommunication de 3me gnration (3G). UMTS (Universal Mobile Tlcommunications System) est une norme pour les tlcommunications du nouveau millnaire dfinie par la WARC (World Administrative Radio Confrence) de lITU (International Tlcommunications Institue). La technologie UMTS (dite technologie de 3e gnration (3G)) reprsente lvolution de la 2e gnration vers la 3e gnration, permettant de fournir aux utilisateurs une meilleures qualit de service quant aux tlcommunications, notamment en ce qui concerne les services offerts et les vitesses de transfert. La WARC a, en fait, dfini et normalis le standard IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000) dont fait partie la technologie UMTS. Cette technologie est au point de convergence dInternet, de la tlphonie mobile et de la tlvision.1.2. Les objectifs

Le plupart des systmes de deuxime gnration sont incompatibles entres eux au niveau radio, par exemple entre le GSM et le PDC (Personal Digital Cellular) et le PHS (Personal Handyphone System) utiliss principalement au Japon. En raison de ces incompatibilits, les voyageurs tributaires de la norme de leur oprateur seront privs de leurs mobiles dans ces pays l.

L'ITU a dfini le concept d'IMT-2000, visant rassembler les propositions des diffrents organismes de normalisation et de parvenir ainsi dfinir une norme internationale. Plusieurs interfaces ont t envisages, fondes sur la technologie CDMA (Code Division Multiple Access) et TDMA (Time Division Multiple Access). Dployer une technologie cote cher pour un oprateur, et cest dans cette optique que la dfinition de la 3G est place sous la responsabilit de lITU.

LITU a dfini les vitesses de transmission suivantes pour lUMTS

- 144 kbits/s en environnement extrieur,

- 384 kbits/s en environnement urbain extrieur,

- 2 Mbits/s proche de l'antenne d'mission de la cellule et en mobilit rduite.

Le dploiement demandera dimportants investissements, comme lont t ceux pour le rseau 2G. Dautre part, une compatibilit sera normalement assure entre le GSM et lUMTS.

1.3. La couverture de lUMTS

LUMTS utilise des frquences plus leves que les mobiles de 2G : les cellules des rseaux UMTS seront donc d'une taille proportionnellement plus petite. Dans un premier temps, la couverture se fera, normalement, par zones non contigus ; seules les villes et les centres daffaires seront quips avec cette technologie, ceci en raison des contraintes lies la taille des cellules. LUMTS se dveloppera sous la forme dlots et se dploiera progressivement avec l'installation de macro-cellules et des cellules rurales. Ainsi, si labonn sort de cet lot, le rseau conventionnel GSM prendra le relais.

LORNI (LOrdonnance sur la protection contre le rayonnement non ionisant) a dfini un seuil limite pour la puissance dmission de chaque antenne, de plus, les metteurs devront tre capable de moduler leur puissance en fonction de la proximit du rcepteur. Il faudra respecter les valeurs fournies par cette ordonnance pour installer des antennes supplmentaires sur les emplacements GSM:

Rayon des cellules (env.) Hauteur d'antenne (env.)

Pico-cellules 100 m A l'intrieur des immeubles

Micro-cellules 500 m 5 m au -dessus du sol

Macro-cellules 2 Km 3 m au-dessus des toits

Cellules rurales 8 Km 30 m au-dessus du sol

Pico-cellules

Environ 80 % des antennes seront des pico-cellules et des micro-cellules : le rayon de service est de quelques dizaines de mtres. Lutilisateur pour bnficier dun taux de transfert de 2 Mbits/s ne pourra pas se dplacer plus de 10 km/h. Ces pico-cellules constitueront les plus grand nombre des cellules UMTS, et seront la base du rseau (dployes surtout l'intrieur d'une mme entreprise)

Micro-cellules

A peines visibles, la puissance de ces antennes sera plus leve, cependant une bonne couverture ne pourra tre assure quavec le dploiement de macro-cellules. Lutilisateur pourra encore bnficier dun taux de transfert de 2 Mbits/s en mobilit rduite et de 384 Kbits/ en mobilit moyenne et une couverture de 500 m est simule. Un peu plus puissantes que les prcdentes, ces cellules permettront de faire le lien entre les pico-cellules (pour passer d'un pt de maison un autre)

Macro-cellules

Le rayon des cellules est augment mais le taux de transfert est aussi diminu en consquence. Le dbit varie de 144 Kbits 384 Kbits en fonction de la mobilit moyenne ou leve (vitesse maximale du client : 120Km/h, les macro-cellules seront utilises au sein d'une mme localits reliant les micro-cellules).

Cellules rurales

Une antenne peut couvrir un rayon de 8 Km mais le dbit sen retrouv rduit 144 Kbits, ces cellules serviront relier les macro-cellules entre les localits.

Figure 1.1 Les environnements dfinis dans les rseaux UMTS

1.4. Les frquences

Le WARC (World Administrative Radio Confrence) de lITU a dfini les frquences autours de 2 GHz pour les communications terrestres et satellites WCDMA. Un systme lchelle mondiale ncessite des bandes de frquences communes tous les pays : cet objectif est partiellement atteint. Cest le cas en Europe et au Japon, par contre aux USA et au Canada le spectre est dj utilis pour les systmes de 2 G. La figure (1.2) montre bien ce quil en est :

Chaque pays gre lexploitation du spectre lectromagntique laide dune licence ; un certain nombre de licences sont attribues par pays, les oprateur intresss par une certaine gamme de frquence doivent acheter ltat un dro