La 4G, ou LTE (Long Term Evolution), représente la quatrième génération des normes de téléphonie mobile, offrant des débits théoriques de transmission de données supérieurs à 100 Mb/s, avec la possibilité d'atteindre 1 Gb/s. Cette technologie améliore la capacité des réseaux sans fil et permet des services multimédias de haute qualité tout en maintenant une interopérabilité avec les normes existantes. La transition vers la 4G nécessite une infrastructure de réseau adaptative, intégrant des connexions en fibre optique pour soutenir les débits élevés exigés.

1. La technologie
4G

2. Plan
Introduction
Historique
Définition
Objectif
Caractéristique des systèmes 4G
LTE
Architecture de LTE
Conclusion
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Déploiement de la 4G

3. Introduction
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Aujourd’hui, les systèmes de communication sans fil sont de plus en plus présents
dans notre Vie quotidienne et ils tendent à remplacer l’utilisation excessive des
câbles. Bien que les connexions à haut-débit de type ADSL se multiplient dans le
monde, elles ne permettent pas la souplesse d’utilisation que procure un réseau
radio sans fil. Pour améliorer la qualité de service qu’ils offrent, les
chercheurs préparent l’arrivée de la future génération baptisée 4ème génération
(4G)

4. ▪ La 4G succède aux normes 3G et 2G.
▪ La 2G est apparue il y a plus de 20 ans avec les premiers téléphones mobiles qui
ont permis de téléphoner, puis plus tard, d’envoyer des SMS. Le mobile a
apporté la possibilité d’être joint et de rester joignable à tout moment, quel que
soit l’endroit où l’on se trouve.
▪ En 2004, la 3G a permis de se connecter depuis son mobile à Internet, de lire ses
mails, de consulter des informations sur le web. De nouveaux types de
téléphones, appelés smartphones, ainsi que de nouveaux modes de
consommation et de services ont vu le jour avec, par exemple, le téléchargement
d’applications.
▪ À peine 10 ans plus tard, une nouvelle technologie de la génération mobile fait
son apparition, le LTE -Long Term Evolution - appelé plus communément
4G.
Historique de 4G
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5. • l’utilisation du terme 4G correspond à la 4ème génération des standards ou
de LTE ou encore de LTE-Advanced pour la téléphonie mobile.
• Elle permet le «très haut débit mobile», soit des transmissions de données à
des débits théoriques supérieurs à 100 Mb/s, voire supérieurs à 1 Gb/s
(débit minimum défini par l'UIT pour les normes IMT-Advanced).
• Avec la 4G, le débit va donc être multiplié par 15.
Definition
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6. • Un système efficace sur toute la largeur du spectre (en bits/s/Hz et
en bits/s/Hz/site).
• Grande capacité du réseau: Possibilité d'avoir plusieurs utilisateurs
simultanés sur une même cellule.
• Un taux de transfert nominal de 100 Mbit/s quand l'utilisateur se déplace
rapidement par rapport à la cellule et 1 Gbit/s quand l'utilisateur reste en
position relativement fixe par rapport à la cellule selon les critères définis
par l' ITU-R.
• Un taux de transfert de données minimum de 100 Mbit/s entre deux points
dans le monde.
• Transfert doux entre des réseaux de communications hétérogènes
• Possibilité de connexion de manière transparente et itinérante à travers de
multiples réseaux.
• Haute Qualité de Service pour les nouvelles applications multimédia
(transmission audio temps réel, des données à haute vitesse, des contenus
vidéo Haute Définition, de la TV mobile, etc…)
• Interopérabilité avec les normes de réseaux existants
• Un réseau de transmission tout IP.
Objectif
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7. • Prise en charge multimédia interactives, voix, vidéo, Internet sans fil et autres
services large bande.
• Haute vitesse, haute capacité et à faible coût par bit.
• La mobilité mondiale, la portabilité des services, réseaux mobiles évolutifs.
• De commutation transparente, la variété de services basés sur la qualité de
service (QoS: Quality of service).
• Une meilleure planification et des techniques de contrôle d'admission d'appel.
Caractéristique des systèmes 4G
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8. comparaisons entre 4G et 3G
3G 4G
Bande fréquence 1.8 à 2.5 GHz 2 à 8 GHz
Bande passante 5-20 MHZ 5-20 MHz
Le débit de données Jusqu’à 2 Mbps(384 kbps
WAN)
Jusqu’à 20 Mbps ou plus
Accéder WideBande CDMA MC-CDMA, OFDMA
Codage du canal Turbo-code Turbo-code, LDPC
communication Circuit, paquet paquet
Mobile des vitesses de
pointe
200km/h 200km/h
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9. Les standards
commercialisés sous le nom
4G
• OFDMA: signifie Orthogonal Frequency Division Multiplexing, il
s'agit d'une répartition de données sur des fréquences
différentes. Cette technique est déjà utilisée dans la
transmission vidéo, elle a l'avantage d'être robuste contre les
effets du canal de propagation (selectivité fréquentielle).
• SC-FDMA (Single Carrier – Frequency Division Multiple Access)
for uplink
• MIMO (Multiple Input Multiple Output) Technologie d'antenne
intelligente
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10. Le déploiement de la 4G
L’usage de la voix ou de l’Internet sur un mobile sollicite à la fois le réseau mobile et le
réseau fixe d’un opérateur. Les 2 réseaux, fixe et mobile, sont étroitement liés.
1/ Le mobile A émet un signal pour trouver l’antenne radio la plus proche.
2/ L’antenne radio 4G est reliée au réseau fixe par la fibre.
3/ La communication passe par le coeur de réseau et Internet lorsque
celui-ci est sollicité.
4/ Le mobile B reçoit la communication via l’antenne 4G la plus proche de
lui, elle-même reliée au réseau fixe et au coeur de réseau.
Déploiement de 4G
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11. ▪ pour la radio, Dans la majorité des cas, il n’y aura pas d’ajout d’antennes-relais.
En revanche, les antennes-relais ainsi que tous les équipements de transmission
dits actifs (baies, cartes électroniques, etc.) seront remplacés pour capter
l’ensemble des fréquences : 2G, 3G et 4G.
▪ pour la transmission de la radio, les antennes-relais doivent être reliées en fibre
optique au coeur de réseau. En effet, les débits de la 4G sont tellement élevés que
seule la fibre ou le FH Ethernet peut faciliter l’écoulement du trafic, jusqu’alors le
plus souvent assuré par de l’ADSL ou des liaisons de moindre débit.
▪ pour le coeur de réseau, la norme LTE a la particularité de ne fonctionner qu’en
mode IP. Les débits de la 4G sont tels que seule la flexibilité d’un réseau IP peut
supporter ce type de technologie.
Déploiement de 4G
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12. LTE
• Le LTE (Long Term Evolution) est une évolution des normes
de téléphonie mobile GSM/EDGE, CDMA2000,TD-
SCDMA et UMTS.
• La norme LTE, définie par le consortium 3GPP, a d'abord été
considérée comme une norme de troisième génération
« 3.9G » (car proche de la 4G)
Les réseaux mobiles LTE sont commercialisés sous l’appellation
« 4G » par les opérateurs de nombreux pays, par
exemple : Base, Mobistar en Belgique, Swisscom en
Suisse, Orange, SFR et Free Mobile en France

13. Le LTE utilise:
• des bandes de fréquences hertziennes d’une largeur pouvant
varier de 1,4 MHz à 20 MHz
• permettant ainsi d'obtenir (pour une bande 20 MHz) un débit
binaire théorique pouvant atteindre 300 Mbit/s en « liaison
descendante » (downlink, vers le mobile)
• la « vraie 4G », appelée LTE Advanced offrira un débit
descendant pouvant atteindre1 Gbit/s
• ce débit nécessitera l’utilisation de bandes de fréquences de
2×100 MHz de largeur qui sont définies dans les versions 10 et
11 (3GPP release 10 et 11) de la norme LTE Advanced.

14. • Les réseaux LTE sont des réseaux cellulaires constitués de
milliers de cellules radio qui utilisent les mêmes fréquences
hertziennes, y compris dans les cellules radio mitoyennes,
grâce aux codages radio OFDMA et SC-FDMA. Ceci permet
d’affecter à chaque cellule une largeur spectrale plus
importante qu'en 3G, variant de 3 à 20 MHz et donc d'avoir
une bande passante plus importante et plus de débit dans
chaque cellule.
• Le réseau est constitué de deux parties :
❑ une partie radio (eUTRAN) et
❑ un cœur de réseau « EPC » (Evolved Packet Core).
Architecture de LTE

15. Architecture de LTE

16. La partie radio eUTRAN
• La partie radio du réseau, appelée « eUTRAN » (evolved
Universal Terrestrial Radio Access Network) est simplifiée,
comparée à celle des réseaux 2G et 3G (UTRAN), par
l’intégration dans les stations de base « eNode B »( C'est
l'équivalent du Node B dans les réseaux UMTS).
• des fonctions de contrôle qui étaient auparavant
implémentées dans les RNC(Radio Network Controller) des
réseaux 3G UMTS.
• La partie radio d’un réseau LTE se compose donc des eNode B,
d’antennes locales ou distantes, de liaisons en fibres optiques
vers les antennes distantes et des liaisons IP reliant les eNode
B entre eux (liens X2) et avec le cœur de réseau (liens S1) via
un réseau de backhaul.

17. Le cœur de réseau EPC
• Le cœur de réseau appelé « EPC » (Evolved Packet Core) utilise des
technologies « full IP»
• basées sur les protocoles Internet pour la signalisation, le
transport de la voix et des données.
• Ce cœur de réseau permet l’interconnexion via des routeurs avec
les eNodeB distants, les réseaux des autres opérateurs mobiles, les
réseaux de téléphonie fixe et le réseau Internet.
• L’utilisation du protocole IP de bout-en bout dans le cœur de
réseau permet des temps de latence réduits pour l’accès internet
et les appels vocaux LTE.

18. Dans le cadre de la 4ème génération de mobile (4G), plusieurs
technologies d’accès sans fil sont présentées à l’utilisateur.
Ce dernier veut pouvoir être connecté au mieux, n’importe où,
n’importe quand et avec n’importe quel réseau d’accès.
Pour cela, les différentes technologies sans fil, doivent coexister
de manière à ce que la meilleure technologie puisse être
retenue en fonction du profil de l’utilisateur et de chaque type
d'application et de service qu’il demande.
conclusion
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