Description des réseaux 4G LTE

1. Élaboré par : HOSNI Oussama
Description des réseaux 4G LTE
UNIVERSITE EL MANAR
FACULTE DES SCIENCES DE TUNIS

2. Plan de présentation
Introduction
Description réseau 4G LTE
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Fin de présentation
Évolution de réseau mobile
Conclusion
Spécification, Méthodes
d’accès , Équipement et
architecteur

3. Introduction
Avec l'augmentation du contenu, les applications mobiles
exigent des fichiers d'installation de plus en plus volumineux.
Les utilisateurs de smartphones utilisent leurs appareils pour
des tâches plus importantes. Tâches nécessitant plus de
données, un traitement plus rapide, etc.
La 4G LTE est actuellement la technologie de connexion de
données sans fil la plus rapide qui existe. avec la 4G LTE, vous
pouvez télécharger un film de 1,4 Go en quelques minutes .
3
“
”

4. Voix
Année 1980
Voix + SMS
Année 1990
Internet limité
(envoi des photos)
Voix + SMS
Année 2000
Internet
(Vidéo , Application…)
Année 2010
Voix + SMS
Année 2020
Voix + SMS
Internet IoT
(réalité augmentée, Véhicules
connectées, industrie 4.0
Évolution de réseau mobile
Débit 2 Mbps Débit 100 Mbps
Débit 144 Kbps
Débit 14 Kbps
Débit ~ 11 Gbps
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5. Pourquoi LTE
• La 3G/3G+ arrive à saturation
• Tsunami vidéo (Youtube)
• 86.000 heures de vidéo téléchargées chaque jour
• Plus de 4 milliards vues vidéo par jour
• LTE augmente le débit et la capacité pour les services IP
• Nouveau spectre
• Pas de “killer application” pour l’adoption du LTE
• Internet/ FTP
• Video/audio streaming, TV
• Services temps réels : jeux en ligne, VoIP
• Complément des solutions de cloud computing
• Alléger les services de retransmission vidéo (de caméras de surveillance)
• Une meilleure qualité des communications en forte mobilité
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6. Spécifications techniques du LTE
• Bande passante jusqu’à 450 MHz à 3,8 GHz (tout
dépend des pays)
• Modulation jusqu’à 64-QAM
• Antennes MIMO (Multiple Input Multiple
Output).
• Large gamme de fréquences définie par ITU-R
(International Telecommunication Union-Radio).
• Latence faible de 20ms vs 50-60ms for HSPA+
• Uniquement le monde unicast dans la Rel 8, le
broadcast est introduit dans la Rel10.
• Support des duplexage FDD et TDD.
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7. Quel spectre pour le déploiement du LTE
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8. Les méthode d’accès LTE
Du CDMA 3G à l’OFDMA LTE
S= s1.c1+s2.c2+s3.c3
1
s1= S. c1
3
s3= S. c3
2
2
s = S. c
2
Temps
Fréque
nces
c1
c2
c3
OFDMA
Fréquences
VoIP
HTTP
Un bloc de ressource est de longueur 0,5 ms et
contient 12 sous-porteuses (15 Hz/porteuse)
Du CDMA 3G à l’OFDMA LTE
Temps
Streaming
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9. Multi-antennes
LTE LTE-A
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10. Réseau d’accès et le
réseau cœur
eNodeB
UE
Réseau IP
( de l’opérateur mobile) Routeur UE
Internet
Serveur
Réseau cœur, EPC= Evolved Packet core
Réseau d’accès , eUTRAN=Evolved
Universal Terrestrial Radio Access
Netwok
Les eNodeB au même réseaux IP ils
peuvent dialogue entre eux , déployé
par l’opérateur mobile .
eNodeB
eNodeB
Ce réseau est interconnecté au réseau internet (aux réseaux IP des
autres opérateurs) par plusieurs routeur.
Un réseau mobile 4G ne se limite pas au « antennes »
Équipements et Architecteur le réseau 4G
SGW
SGW
HSS
MME
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11. 11
Le terminal s’appelle UE, User Équipement exemple Mobile
Pour fonctionner il doit être muni d’une Carte SIM, Pour les mobiles 3G/4G, la carte s’appelle
précisément USIM, Universal Subscriber Identity Module.
Station de base : ensemble d émetteurs –récepteurs placé en un lieu est munie d’antennes
Les terminaux autour de la station de base peuvent communiquer avec la station de base par
voie radio.
En technologie 4G, une station de base s’appelle un eNB ou eNodeB :
e pour « evolved » (évolution par rapport à la 3G)
Node pour nœud car la station de base est insérée dans un réseau
B pour Base station
Réseau d’accès et le réseau cœur

12. Lorsque a partir de mon smartphone je consulte un serveur d’un site web par exemple par
où passent les paquets qui arrive jusqu’à mon terminal le réseau internet à la base ne sait
pas gérer la mobilité tout paquet est destiné une adresse, l’adresse en général liés à une
localisation physique.
La solution qui a été adoptée pour les réseaux est de faire converger les paquets à
destination des abonnés mobiles vers une porte d’entrée du réseau qui s’appel le PGW ,
Packet GateWay.
Équipements réseau cœur acheminant les données(SGW,PGW)
Packet GateWay , Serving Gateway
Cela veut dire que lorsque je consulte mon serveur le paquet par exemple constituant un
bout de page web va être transmis a travers l’internet vers le PGW de mon operateur
mobile puis du PGW vers la station de base en utilisant le réseau IP propre de l’operateur
mobile et de la station de base par la voie radio vers mon terminal
Fonctions principales du PGW
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13. Les fonction d’un PGW sont donc d’acheminer des données vers le terminal et aussi
d’assurer un certain nombre de fonctions de sécurité c’est une porte d’entrée et il faut
protéger contre les attaque venant de l’extérieur.
En réfléchit un petit peu le nombre typique eNodeB pour un réseau Tunisien est de l’ordre de dix mille à
quelques milles et à dix milles où quelques dizaines de milliers dans certains cas dans les zones dense la
couverture d’un eNodeB et de quelques centaines de mètres autour de cette eNodeB en revanche on a
quelque passerelles d’entrée et quelques PGW dans un réseau national.
Si nous considérons le transfert vers un UE que ce terminal ce déplace et bien le PGW de route et non plus
vers l’ancien eNodeB où se trouvait l’abonné avant vers un nouvelle eNodeB .
Ce réroutage nécessite les échanges de messages de signalisation pour éviter d’réroutage fréquent au niveau
de PGW on va introduire un équipement intermédiaires qui s’appelle le Serving Gateway typiquement une
région ou quelques régions françaises .
De cette façon là on va avoir un sous supplémentaire serveurs PGW et PGW vers SGW , SGW vers eNode ,
eNode vers UE .
Fonctions principales du SGW
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14. Cela parait légèrement complexe mais l’avantage c’est que en cas de mobilité de UE très souvent il va rester
sous le même SGW et ce n’est que SGW qui a géré cette mobilité réroutage a faire,
Un SGW et permet donc la collecte des données envoyées par les UE à différents eNodeB mais aussi la
distribution des données venant des serveurs vers les eNodeB où se trouvent les abonnées mobiles .
Le SWG et PGW sont élément importants d’un réseau cœur 4G un des points à souligner c’est que les paquets
qui constitue le flux de vidéos que je regarde sur mon smartphone transit par le PGW et SGW qui est lié au lieu
à la région où je me trouve
eNodeB
UE
Réseau IP
( de l’opérateur mobile) PGW Internet
eNodeB
eNodeB
Serveur
SGW
SGW
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15. Équipement de Contrôle dans le réseau cœur (HSS, MME)
Avec la technologie LTE, le HLR est réutilisé et renommé HSS (Home
Subscriber Server). Le HSS est donc un HLR évolué qui contient l’information de
souscription pour les réseaux GSM, GPRS, 3G, LTE. A la différence de la 2G et
de la 3G où l’interface vers le HLR est supportée par le protocole du monde
SS7, MAP, l’interface S6 s’appuie sur le protocole du monde IP, DIAMETER. Le
HSS est une base de données qui est utilisée simultanément par les réseaux
2G, 3G, LTE/SAE qui appartiennent au même opérateur. Il supporte donc les
protocoles MAP (2G, 3G) et DIAMETER (LTE/SAE).
Fonctions principales du HSS
Home Subscriber Server
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16. Le MME et un équipement très important du réseau 4G Cœur
Fonctions principales du MME
Mobility Management Entity
• Dialogue avec un ensemble de stations de base typiquement d’une même région
(voire d’un même pays ) .
• Dialogue avec le HSS pour récupérer le profil et les données de sécurité des abonnées
présents dans la zone qu’il gère.
• Stocke ces profils et ces données de sécurité .
• Géré le mécanismes de dialogue liés à l ’accès au réseau, la sécurité et la mobilité
pour les terminaux présents dans sa zone .
• Maintient la connaissance de la localisation des terminaux dans sa zone.
• Sélectionne le PGW et le SGW quand le terminal s’attache au réseau et se connecte
au réseau internet.
• S’assure de la joignable du terminal .
Est impliqué dans le transfert intercellulaire (Handover).
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17. Nous avons présenté les concepts de base des réseaux cellulaires
LTE et leurs caractéristiques. Nous avons présenté les plus
importantes techniques qui dépendent des interfaces radio telles
que l’OFDMA et la SC-FDMA, leur architecture
Conclusion
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18. erci
M A ttention
V otre
P our
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