pfe06_umts_accés internet

8/12/2019 PFE06_UMTS_Accs Internet

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Nous nous tenons remercier DIEU qui nous a accord la sant, la possibilit ainsi que la volont dentamer et de continuer nos tudes

Nous remercions profondment notre promotrice, Madame Boutal pour le soutien et laide que nous a prsent pour la ralisation de document.

Nous remercions lensemble des jurs davoir accepter dexaminedvaluer notre travail.

Nos remerciements les plus vifs sont adresss lITO qui nou

accueilli et form, ainsi qu tous ses enseignants.Nous remercions tous ceux qui ont contribu de prs ou de loin, pleur soutiens moral ou matriel, dans la ralisation de notre projet.

Sans oublier notre mre : lALGERIE


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DDICACE

Je ddie ce travail mes trs chers parents, pour leur soutien et tous les efforts quon ma donne

long de mon parcours et je leurs souhaite bonne sant et longue vie.Je ddie ce travail aussi mes trs chers frres : Fethi, Hicham, Fouad et fayal, et toutes mes

surs. A lensemble de mes oncles et de mes tantes et tous les membres de ma famille .qui ont tous

contribu par leurs encouragements ce travail, en particulier mes cousins mes trs chers amis.

A tous mes enseignants qui ont fait leurs possibles pour nousDonner le maximum dinformations concernant notre tude

Et finalement pour la promotionIGE 6

BENSAID ABD EL KADER

DEDICATION& ACKNOWLEGEMENT

I dedicate this Paper to my parents for their love, sopport and encouragement.to my brothers and systers;

to all my cousins, uncles, aunts, grand mothers/fathers and all my family;to all my friends ;

to my future Bride (incha-Alah).I would like to give some friends, without quoting names, a speciel acknowledgement an

thanking theme also for a special help they gave me duringthe preparation of this paper.Briefly, for all this noble world that I owe my acknowledgements.

BENCHAMA ABD EL GHANI


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________________________________ SOMMAIRE ___________________________________

Chapitre 1I .1) Introduction ................................................................................................2I.2) Principes des mthodes d'accs CDMA/FDMA/TDMA ............................2

I.2.1) FDMA ...................................................................................... 2I.2.2) TDMA ......................................................................................3I.2.3) CDMA ......................................................................................3

I.3) Architecture matrielle du rseau GSM .....................................................4I.3.1) Sous-systme radio BSS ...4

I.3.1.1) Station mobile ou MS.......................................................4 I.3.1.2) Station de base ou BTS ..4I.3.1.3)Contrleur de station ou BSC ...5

I.3.2) Sous-systme fixe NSS .............................................................5 I.3.2.1) Centre de commutation des mobiles MSC .......................5 I.3.2.2) Centre d'authentification AuC .....5 I.3.2.3) Enregistreur de localisation nominal HLR ...5 I.3.2.4) Enregistreur de localisation des visiteurs VLR ................6

I.3.2.5) Enregistreur des identits des quipements EIR...6 I.3.3) Le sous systme d'exploitation et de maintenance OSS 6 I.3.3.1) Network Management Center (NMC) .............................6

I.3.3.2) Operating and Maintenance Center (OMC)...........................................6I.4) Le GPRS ......................................................................................................6

I.4.1) Dfinition ..................................................................................6I.4.2) Limplantation du GPRS sur le rseau GSM existant ..............7I.4.3) Architecture du GPRS ...............................................................8

I.4.3.1) Prsentation de larchitecture du GPRS .........................81.4.4) Les appels en mode paquet ..8

I.5) Scnario dvolution ................................................................................... 9

I.5.1) Le HSCSD .................................................................................9I.5.2) EDGE .......................................................................................10

Conclusion .10Chapitre 2II.1) Introduction ............................................................................................... 12II.2) QU'EST-CE QU'INTERNET ?...................................................................12

II.2.1) Cest quoi le WWW ............................................................12II.2.2) Le Site Web ........................................................................... .12II.2.3) LURL .................................................................................. ....13

II.3) La pile TCP/IP ...13II.3.1) Description gnrale de la pile et applications TCP/IP ...................13

II.3.1.1) Encapsulation des donnes ....................................................14

II.3.1.2) La couche physique ...............................................................14

II.3.1.3) Couche Accs ........................................................................14II.3.1.4) Couche Internet (IP) ..............................................................15II.3.1.5) Couche Transport Hte Hte ..............................................17II.3.1.6) Couche Application 20

II.4) Ladressage IP ............................................................................................21

II.5) Le Routage .................................................................................................21II.5.1) Routage statique et dynamique ..21II.5.2 ) Protocoles de routages .......22

Conclusion ........................................................................................................22


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______________________________SOMMAIRE_____________________________________

PFE : LUTILISATION DE LUMTS POUR LACCES A INTERNET

Chapitre 3III.1) INTRODUCTION ...................................................................................... 24III.2) ARCHITECTURE GLOBALE DE LUMTS ............................................ 24

III.2.1) Le Rseau Coeur (Core Network) ............................................ 25III.2.2) Le rseau daccs Radio ........................................................... 25III.2.3) Lquipement dutilisateur (User Equipement) ........................ 25III.2.4) Le system dopration et de maintenance ................................. 25

III.3) Le dcoupage en strates ............................................................................... 25III.3.1) AS (Access STRATUM) et NAS (Non Access STRATUM) 25III.3.2) Les liens entre AS et NAS ....................................................... 27

III.4) Le rseau cur de lUMTS .......................................................................... 27III.4.1) Les entits du rseau UMTS ...................................................... 27

III.4.1.1) LE SGSN ... 28III.4.1.2) LE GGSN ......................................................................... 28

III.4.2) Autres entits du Backbone ....................................................... 28III.4.2.1) CG (Charging Gatway) 28III.4.2.2) DNS( Domain Name Service) 28III.4.2.3) LIG (Lawful Interception Gateway . 29

III.4. 3) La notion des domaines............................................................. 29III.4.4) La notion du Rseau Cur Intgr......................................... 30III.4.5) Le transcodage............................................................................ 30

III.5) LUTRAN....31III.5.1) Le contrleur du rseau radio .......................................................32III.5.2) Le Soft Handover et la Macro-Diversit ......................................32III.5.3)Le Node B.......34

III.6) Le terminal UMTS ..........................................................................................34III.7) Les interfaces du rseau UMTS ..................................................................... 36III.8) La structure en couches du rseau ..................................................................38III.9) Les protocoles du rseau cur ......................................................................39III.10) Services et qualit de service........................................................................42Conclusion 43 Chapitre 4

IV.1) Introduction 45IV.1.1) Principes de la transmission dans linterface AIR en UMTS .......45IV.1.2) Les principaux paramtres du W-CDMA .45IV.1.3) Le principe dtalement 46IV.1.4) Principe du dstalement ..............................................................47IV.1.5) Description des canaux de transport et canaux physiques 50

IV.1.5.1) Principe des canaux .......................................................50IV.1.5.2) Les canaux de transport .................................................51IV.1.5.2.1) Canal de transport ddi .............................................51IV.1.5.2.2) Canaux de transport communs ...................................51

Le canal BCH...51


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______________________________SOMMAIRE_____________________________________


Le canal FACH. ...52 Le canal PCH .......................................................................52 d) Le canal de RACH ...........................................................52 e) Le canal CPCH .................................................................52 f) Le canal DSCH..................................................................52

IV.1.5.3) Les canaux de transport ncessaires ..........................................52IV.1.5.4) Correspondance des canaux de transports et des canaux physiques..53IV.1.5.5) Notion du Scrambling et du Channelisation ..............................53

IV.2) Etude de la pile protocolaire du mode paquets............................55IV.2.1) Architecture en couche .................................................................55IV.2.2) LENCAPSULATION .................................................................55IV.2.3) Le Protocole MAC ...56

IV.2.3.1) Format de lentte MAC ..58IV.2.4) Protocole RLC ..59IV.2.5) Protocole PDCP ........................................................................... 61IV.2.6) Le Relais .......................................................................................62IV.2.7) Le Protocole GTP-U .................................................................... 62IV.2.8) Le transport entre le SGSN et le GGSN .......................................63IV.2.9) Les couches L1 et L2 ....................................................................64IV.2.10) Exemple dune architecture du Backbone bas sur Ethernet...64IV.2.11) LATM.........................................................................................65

IV.2.11.1) Lentete ATM.....................................................................65IV.2.11.2) LAAL5 : (ATM Adaptation Layer 5) .66IV.2.11.3) LEntente AAL5 ....66

Conclusion..67Chapitre 5

V.1) Introduction69V.2) Mcanisme dtablissement dune inscription au PLMN .69V.3) Inscription au domaine paquet ..69V.4) Ltablissement dune connexion en mode paquet ...71V.5) Le Contexte PDP ...71

V.5.1) Mcanisme dtablissement dun contexte PDP.71V.5.1.1) Requte PDP 72V.5.1.2) Rponse PDP 73

V.6) Les procdures de scurit ..74V. 6.1) L'authentification .74V. 6.2) Le chiffrement .75V. 6.3) L'intgrit .75V. 6.4) Gnration des cls de chiffrement et dintgrit ..76

V. 6.5) Mcanisme de chiffrement ..76V. 6.6) Mcanisme dintgrit..77V.7)Le routage des paquets dans lUMTS..77

V.7.1) Rsolution dadresses.....77


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______________________________SOMMAIRE_____________________________________


V.7.2) Slection des adresses IP ...78V.7.3) Le point daccs.79V.7.4) Lacheminement des paquets IP vers le mobile 79

V.7.4.1) Cas o aucun contexte nest activ ...80V.7.5) VRRP (Virtual Redundancy Router Protocol) .80

V.8) Mise jour de la zone de routage pour le domaine PS...81V.9) La facturation dans le mode paquet ...83

V.9.1) Larchitecture de rseau 84V.9.2) Exemple de mcanisme de facturation 84

Conclusion .85

SimulationVI.1) Introduction .87VI.2) Intrt de la compression de lenttes TCP /IP....87VI.3) Algorithme de compression den-ttes des protocoles 88VI.4) Prsentation du programme 90VI.5) Environnement de programmation ..90VI.6) Constitution et fonctionnement du programme ...90VI.7) Les paramtres de simulation .96 VI.8) Rsultats de simulation 96VI.9) Interprtation des rsultats97

Conclusion 97


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Liste des figures______________________________________________________________

PFE : LUTILISATION DE LUMTS POUR LACCES A INTERNET________________

Chapitre VI la pile protocolaire du plan usager

Figure IV.1 : les spectres rservs UMTS...45

Figure IV.2 : Ltalement du spectre..............................................................................46

Figure IV.3: Le Dstalement du Spectre. .....................................................................47Figure IV.4 : La sparation des canaux. ........................................ ...............................48Figure IV.5 : Arbre des codes (facteurs dtalement). ...................................................49 Figure IV.6 : Reprsentation des codes non disponibles. ..............................................50 Figure IV.7: Interface entre la couche physique et les couches hautes. ........................51 Figure IV.8: Correspondance entre canaux de transport et canaux physiques...............53

Figure IV.9 : Relation entre la Channelisation et le Scrambling....................................54Figure IV.10 : larchitecture en couche de linterface Radio. ........................................55Figure IV.11 : Lencapsulation dans linterface Radio...................................................56Figure IV.12 : Structure de la couche MAC...................................................................56Figure IV.13 : Structure de la couche RLC....................................................................59Figure IV.14:Format de lentte dans le mode AM .......................................................60Figure IV.15 : Transfert des donnes dans le mode avec acquittement .....61Figure IV.16 : Lentte PDCP...61Figure IV.17 : le relais au niveau de lUTRAN..62

Figure IV.18 :Lentte GTP....63Figure IV.19 : Exemple dune architecture du Backbone bas sur Ethernet..64Figure IV.20: Exemple dune architecture ATM...65Figure IV.21 :LENTETE UNI (User-Network Interface).65Figure IV.22 :Lentte AAL5 ;...66

Chapitre V laccs Internet travers lUMTS

Figure V.1 : Linscription au domaine PS (phase 1 et 2)...70Figure V.2 : Linscription au domaine PS (phase 3)..71Figure V.3: Etablissement de connexion en mode paquet (phase 1)..................72Figure V.4 : Exemple de rponse GTP Adresse pour Usager .............................. 73Figure V.5 : Etablissement de connexion en mode paquet (phase 2).....74Figure V.6 : Le droulement de procdure dauthentification....75Figure V.7 : la gnration des cls de chiffrement et dintgrit....76Figure V.8: procdure de chiffrement.....76Figure V.9 : Procdure dintgrit..77Figure V.10 : Les points daccs.....78Figure V.11: Format dentte GTP rponse de point daccs ..79Figure V.12: Le transport du paquet travers le rseau UMTS.....80Figure V.13 : coupure de la liaison SGSN.GGSN..81Figure V.14 : Mise jour du RA, phase 1 et 2...82


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Liste des figures______________________________________________________________

PFE : LUTILISATION DE LUMTS POUR LACCES A INTERNET________________

Figure V.15 : Mise jour du RA, phase 3,4 et 5 ...83

Figure V.16 : Interaction entre entits de facturation en mode PS.84Simulation

Figure VI.1 : Taux des diffrents paquets qui transitent dans les rseaux..87Figure VI.2 :LEn-tte TCP/IP compress..89Figure VI.3 : Fentre de choix....91Figure VI. 4: Fentre denvoi de lentte TCP/IPv492Figure VI.5: Fentre denvoi de lentte TCP/IPv693Figure VI.6: Fentre de compression de lentte TCP/IPv494Figure VI.7 : entte compress pour IPv4...94Figure VI.8: Fentre de compression de lentte TCP/IPv695Figure VI.9 :Entte compress pour IPv6.......95


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Liste des Tableaux____________________________________________________________

________________________________________________________________________PFE : LUTILISATION DE LUMTS POUR LACCES A INTERNET

Chapitre III

Tableau III.1 : La rpartition AS.NAS des fonctions de lUMTS 26Tableau III.2 : Les protocoles du rseau cur. .40

Tableau III.3 : Les classes du QoS. ...42

Chapitre VI

Tableau IV.1 : Fonctionnalits des codes de Scrambling et de Channelisation ...........54Tableau IV.2: La correspondance entre les canaux logiques et les canaux de transport57

Chapitre V

Tableau V.1 : Exemples des tickets de communication.85

ChapitreVI

Tableau IV.1 : Les diffrents gains apports par la compression...97Tableau IV.2 : les dbits utiles rsultants avec et sans compression. 97


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La rapide croissance du volume de trafic et laugmentation des nouveaux services ont changla structure et la configuration des nouveaux rseaux cellulaires. Par consquent, les

communications mobiles sont caractrises par une grande intgration de service avec uneflexibilit conforme la demande, ainsi quun dbit trs lev.

Avec lapparition de lUMTS (Universal Mobile Telecommunication System) et sa nouvelleinfrastructure , laccs Internet travers les rseaux mobiles a connu une augmentation normeen ce qui concerne le dbit et la qualit de service.

Notre but travers notre projet consiste tudier comment lUMTS peut nous fournir un accs Internet, en se basant sur la pile protocolaire du plan usager et tudier les solutions protocolairesenvisages pour chaque maillon.Pour toffer ce travail nous avons fait un programme qui permet de faire la simulation de lacompression de lentte TCP/IP dans linterface radio et montrer limpact de cette dernire sur la

bande passante(gain de dbit).

Dans le premier chapitre intitul Gnralits sur le GSM et le GPRS, on a donn unedescription gnrale de larchitecture du rseau GSM et ces diffrentes entits, et limplmentationdu GPRS sur le rseau GSM, ainsi que le scnario dvolution vers les autres techniques EDGE etHSCSD.

Dans le deuxime chapitre nous avons introduit les notions gnrales dInternet, ainsi que levocabulaire couramment rencontr dans le contexte du mot Internet (URL, WWW) . On a

prsent la pile TCP/IP ainsi que les protocoles qui la constituent , en dtaillant les protocoles TCPet IP qui vont tre utiliss dans notre projet.

Le troisime chapitre appel Le rseau UMTS est consacr ltude gnrale delarchitecture du rseau UMTS avec ses diffrentes interfaces. Nous avons prsent le rseaudaccs UTRAN, le dcoupage en strate, ainsi quune vue gnrale des protocoles utiliss danslUMTS en les sparant selon deux domaines CS (Circuit Switched) et PS (Paquet Switched). Enfinnous avons illustr par exemples dapplications les diffrentes classes de qualit de service .

Le quatrime chapitre a trait ltude des piles protocolaires des diffrents maillons du planusager. La dfinition de linterface radio avec ses diffrents types de canaux (canaux logiques,canaux de transport et canaux physiques) ainsi que leurs correspondances, a t prsente. Nousavons donn par la suite une vue gnrale sur lencapsulation suivie par ltude dtaille de tous les

protocoles mis en oeuvre pour la transmission en mode paquet dans le rseau UMTS.

Laccs Internet travers lUMTS a t dvelopp dans le cinquime chapitre, dans lequelnous avons dtaill les phases dtablissement dune communication en mode paquets. La scurit(lauthentification, le chiffrement et lintgrit), la gestion de la mobilit, le routage et la rsolutiondadresses ainsi que la facturation ont t prsents.

Le sixime chapitre intitul simulation et rsultats a t consacr pour prsenter le programmeque nous avons raliser pour simuler la compression dentte TCP/IP et linterprtation de sesrsultats


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CHAPITRE I INTRODUCTION AU GSM ET GPRS

PFE : LUTILISATION DE LUMTS POUR LACCES A INTERNET 2

I.1) Introduction

La deuxime gnration des rseaux de tlcommunication a connu un norme succs aucours de la dernire dcennie parce quelle rpondait aux besoins des usagers: mobilit desservices, voix, itinrance et messagerie.Or, de plus en plus aujourd'hui, nous exigeons de rester connects au reste du monde o que l'onse trouve et nimporte quelle circonstance. Cette exigence a t le nouveau dfi pour avoir lesservices multimdias et lInternet mobile.Ainsi, la norme UMTS a hrit un certain nombre de concepts et dlments darchitecture de lanorme GSM ayant t repris lidentique dans la norme UMTS, dautres plus ou moins modifisou amliores.

Pour cela nous avons trouv utile de prsenter une vue gnrale sur le systme GSM avantdentamer notre rseau UMTS. Pour le faire, il est ncessaire de donner un rappel sur lestechnique daccs.

I.2) Principes des mthodes d'accs CDMA/FDMA/TDMA

Pour tout systme mobile, il est ncessaire de dfinir et doptimiser la faon dont lesressources radio disponibles sont alloues entre plusieurs utilisateurs. Cest dire, il faut dfinirla technologie daccs qui permet une gestion plus efficace de linterface radio. Dans le cadre delUMTS ont t dfinies deux technologies daccs diffrentes : le W-CDMA et le TD-CDMA, qui proviennent de la fusion des trois mthodes d'accs classiques : le FDMA , le TDMA et le CDMA.

I.2.1) La technique FDMA

Cest la mthode d'accs multiple la plus utilise. Cette technique est la plus ancienne, etelle permet de diffrencier les utilisateurs par une simple diffrenciation frquentielle. En effet,

pour couter l'utilisateur N, le rcepteur ne considre que la frquence fN associe.L'implmentation de cette technologie est assez simple.

Figure I.1 :La technique FDMA.


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I.2.2) La technique TDMA

Le TDMA est une mthode d'accs qui se base sur la rpartition de ressources dans letemps. Chaque utilisateur met ou transmet dans un intervalle de temps concret dont la

priodicit est dfinie par la dure de la trame. Dans ce cas, pour couter l'utilisateur N, le

rcepteur na qu considrer lintervalle de temps N associ cet utilisateur.

Figure I.2 :La technique TDMA.

I.2.3) La technique CDMA

Cest la mthode d'accs la plus rcente. Le CDMA est bas sur la rpartition par codes.En effet, chaque utilisateur est diffrenci du reste des utilisateurs par un code N qui lui a tallou au dbut de sa communication et qui est orthogonal au reste de codes lis dautresutilisateurs. Dans ce cas, pour couter lutilisateur N, le rcepteur na qu multiplier le signal

reu par le code N associ cet utilisateur.

Figure I.3:La technique CDMA.

Deux volutions de ces techniques ont t dveloppes partir de leur combinaison pourlUMTS :

le W-CDMA combine le CDMA et le FDMA, le TD-CDMA combine le TDMA, le CDMA et le FDMA.


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Chacune de ces mthodes daccs est associe une technologie qui gre les ressources lies lmission et la rception de chaque utilisateur. Ces technologies (appeles mthodes ou modesde duplexage) sont :

Le FDD (Frequency Division Duplex), qui est le mode de duplexage li au W-CDMA, Le TDD (Time Division Duplex), qui est la mthode associe au TD-CDMA.

I.3) Architecture matrielle du rseau GSM

Le GSM est un systme de radiotlphonie numrique flexible et volutif compos d'entitsfonctionnelles regroupes en sous systmes: BSS, NSS et OSS.

Figure I.4 :Larchitecture et les interfaces du rseau GSM.

I.3.1) Sous-systme radio BSS ( Base Station Sub-system )

Le rseau daccs est le sous-systme qui assure les transmissions radiolectriques et greles ressources radio. Il est constitu de :

I.3.1.1)Station mobile ou MS ( Mobil Station)

Le terme station mobile dsigne un quipement terminal muni d'une carte SIM, qui permetd'accder aux services de tlcommunication d'un rseau GSM et dassurer diffrentesfonctions.

I.3.1.2) Station de base ou BTS (Base Transceiver Station)

Ceux sont des metteurs-rcepteurs appels TRX ayant un minimum dintelligence, lesBTS ont la charge de la transmission radio (modulation, dmodulation, galisation, codage,correction derreur ..), elles assurent la couverture radiolectrique d'une cellule et fournissent un


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point d'entre dans le rseau aux abonns pris en charge par la cellule, pour recevoir outransmettre des appels.

I.3.1.3)Contrleur de station ou BSC (Base Station Controller)

Le BSC est un quipement pouvant contrler une ou plusieurs BTS. Les fonctions principales du BSC sont les suivants :

Le routage des appels entre la BTS et le MSC ; Lallocation des ressources utilises sur linterface radio. Cette fonction comprend

lallocation initiale ; ainsi que le contrle des ressources radio lors de la procdure dehandover;

Le contrle de la BTS (dmarrage, supervision, activation des ressources radioutilises par la communication) ;

concentration des circuits vers le MSC .

I.3.2) Sous-systme fixe NSS (Network Sub-System )

Le rseau cur est le sous-systme d'acheminement ; le NSS comprend des bases dedonnes et des commutateurs il ralise les fonctions d'tablissements des appels et de lamobilit. Le sous systme cur regroupe toutes les fonctions de routage et de commutation. Il estconstitu des lments suivants :

I.3.2.1) Centre de commutation des mobiles MSC (Mobile-services Switching Centre)

Le commutateur MSC gre ltablissement des communications entre un mobile et unautre MSC, la transmission des messages courts et lexcution des handover . Il dialogue avec leVLR pour grer la mobilit des usagers, vrification des caractristiques des abonns visiteurs,transfert des informations de localisationetc.Il possde une fonction de passerelle, GMSC ( Gateway MSC ) qui est active au dbut de chaqueappel dun abonn fixe vers un abonn mobile.

I.3.2.2) Centre d'authentification AuC (Authentification Center)

Le AuC est une base de donnes qui stocke des informations confidentielles. Il assurecertaines fonctions de scurit du rseau GSM comme lauthentification de lIMSI de labonn,et le chiffrement de la communication.

I.3.2.3) Enregistreur de localisation nominal HLR ( Home Location Register)

Le HLR est une base de donnes contenant les informations relatives aux abonns grs parloprateur. Ces fonctions principales sont :


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Il mmorise les caractristiques de chaque abonns tel que (IMSI ,MSISDN,et le profil delabonnement (service supplmentaires autoriss , autorisation de lappel international)

Il mmorise pour chaque abonn le numro de VLR.

I.3.2.4) Enregistreur de localisation des visiteurs VLR (visitors Location Register)

Le VLR, est une base de donnes qui mmorise les donnes dabonnement des abonns prsent dans la zone considre, vient se rajouter lidentit temporaire TMSI. Le VLR peutavoir une information de localisation plus prcise que le HLR. Il est associe un commutateurMSC , pour simplifier ltablissement dappel .

I.3.2.5) Enregistreur des identits des quipements EIR (Equipment Identity Register)

Le EIR est une base de donnes qui contient les identits des terminaux (IMEI) ; cest unquipement optionnel dans le rseau. Elle peut tre consulte lors des demandes de services dunabonn pour vrifier que le terminal utilis est autoris fonctionner sur le rseau. Il contienttrois (03) listes :

Une liste banche : pour lensemble des numros dhomologues. Une liste noire : pour les quipements vols et interdits. Une liste gris : des terminaux prsentant des dysfonctionnements insuffisants.

I.3.3) Le sous systme d'exploitation et de maintenance OSS (Opration And Support System)

Il permet l'exploitant d'administrer son rseau. La diversit des quipements prsents dansun rseau GSM pousse adopter une approche structure et hirarchique. La norme prsente 2niveaux. I.3.3.1) Network Management Center (NMC)

Il permet ladministration gnrale de lensemble du rseau par un contrle centralis.

I.3.3.2) Operating and Maintenance Center (OMC)

Les OMC permettent de supervision locale des quipements. Plusieurs OMC vont, parexemple, superviser des ensembles de BSC et de BTS sur diffrentes zones ; dautres OMC vontsuperviser les MSC et les VLR.


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I.4) Le GPRS

I.4.1) Dfinition

Le General Packet Radio Service (GPRS) spcifie une technique de transmission dedonnes en mode paquet pour des rseaux cellulaires de type GSM. Les applications bases surdes protocoles de donnes standard sont supportes et linter-fonctionnement est dfini avec lesrseaux IP et X25. Le GPRS a t introduit car les rseaux commutation de circuits sontinefficaces pour grer les transmissions de donnes frquentes, les petits flux de donnes et lestrafics Internet en rafales. Le lecteur intress par le GPRS trouvera un aperu trs complet surles principes du GPRS dans les normes [GSM 01.60], [GSM 02.60] et [GSM 03.30].

I.4.2) Limplantation du GPRS sur le rseau GSM existant

Le GPRS ne constitue pas lui tout seul un rseau mobile part entire, mais une couchesupplmentaire rajoute un rseau GSM existant. Il peut donc tre install sans aucune licencesupplmentaire. Ceci signifie que tous les oprateurs qui disposent d'une licence GSM peuventfaire voluer leur rseau vers le GPRS. L'ART n'a d'ailleurs pas fait d'appel d'offre pour le GPRSalors qu'elle en a fait pour l'UMTS.Le GPRS, appel aussi GSM 2+, repose sur la transmission en mode paquet. Ce principe dj,retenu par exemple pour le protocole X.25, permet daffecter dautres communications les temps morts dune premire communications. Conu pour rutiliser au maximum lesinfrastructures GSM existantes, le dploiement du GPRS ncessite la mise en place d'uneinfrastructure rseau base sur la commutation de paquets et l'introduction de passerelles pours'adosser aux rseaux GSM existants.Cette technologie, capable de fournir des dbits par utilisateur allant plus de 115 kbit.s (contre9,6 kbit.s pour le GSM), offre des fonctionnalits intressantes :

Plusieurs canaux peuvent tre allous un utilisateur ; Ces mmes utilisateurs peuvent partager un mme canal ; Le dbit est indpendant des liens montant et descendant.

Les stations de base ne subissent aucune modification si ce n'est l'adjonction d'un logicielspcifique, qui peut tre install par tlchargement.

Plus en amont, le contrleur de stations de base doit tre doubl par un contrleur de paquetsPCU ( Paquets Controler Unit ). Vient ensuite, la chane destine aux donnes par paquets,constitue de :

commutateur SGSN ( Serving GPRS Support Node ) ou Switch spcifique GPRS,quivalent au MSC, contrleur qui a pour fonction de vrifier l'enregistrement desabonns, de les authentifier et d'autoriser les communications ;

Le module d'accs GGSN ( Gateway GPRS Support Node) au monde IP (Internet ouIntranet).


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Ces modifications mineures de l'infrastructure soulvent deux remarques :La premire est quil n'est pas possible d'installer un rseau GPRS si un rseau GSM nexiste

pas.La deuxime remarque concerne l'UMTS, le rseau de troisime gnration qui suivra le

GPRS. Il pourra rutiliser une partie du rseau GPRS, notamment la partie qui permet l'accs aumonde IP.

I.4.3) Architecture du GPRS

I.4.3.1) Prsentation de larchitecture du GPRS

La figure suivante prsente larchitecture du GPRS complte ainsi que les interfaces entreles diffrents nuds et les lments du rseau GSM existant.

Figure I.5 : Architecture du GPRS.

Le terminal est raccord au sous systme radio appel BSS. Ce sous systme radio estconnect au sous systme rseau GSM via linterface A et au sous systme rseau GPRS vialinterface Gb par respectivement le MSC/VLR et le SGSN. Lutilisateur est quip de son terminal dsign par le terme Terminal Equipment (TE) quicorrespond lensemble form du Mobile Terminal (MT) et de la carte SIM de lutilisateur.

1.4.4) Les appels en mode paquet

Contrairement aux appels en mode circuit, la partie GPRS du rseau cur nutilise pas de protocoles de transport en mode connect.Les appels GPRS utilisent en fait deux tunnels de communication (Figure II.5) :

Le premier tunnel sert utilis pour transfrer les donnes usagers du terminal au SGSN ;


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Le second tunnel sert transfrer les donnes usager du SGSN au GGSN, point daccs aurseau IP. Ce tunnel utilise les protocoles GTP ( GPRS Tunneling Protocol ), bas sur un transportUPD (ou TCP) sur IP. Le protocole GTP a ensuite t lgrement modifi pour tre repris dans lanorme UMTS.

Figure I.6 : La transmission des donnes en GPRS.

Lutilisation du terme tunnel correspond au fait que les donnes transmises sont encapsulsdans un protocole spcifique (GTP entre le SGSN et le GGSN, et SNDCP ( SubNetwork

Dependent Convergence Protocol ) entre le mobile et le SGSN pour tre transportes dun nuda lautre.

I.5) Scnario dvolution

Lobjectif premier de la norme GSM tait avant tout la fourniture dun service detlphonie, denvoi et de rception de messages courts et des services de donnes bas dbit enmode circuit (jusqu 9,6 kbit.s). La norme par la suite voluait en intgrant des services dedonnes offrant des dbits plus levs , la fois en mode circuit (HSCSD : High Speed CircuitSwitched Data ) et en mode paquet GPRS ( General Packet Radio Service). Ces nouvellestechniques introduites dans la norme GSM permettent thoriquement un utilisateur donn de

bnficier de dbits allant jusqu 171 kbit.s.La dernire volution en date du GSM ,la modulation EDGE ( Enhanced Data Rates for

GSM volution) devrait offrir des dbits allant jusqu un maximum thorique de 345.6 Kbit.sdans les cas plus favorables (cest -- dire pour un utilisateur utilisant compltement une porteuseGSM voluant faible vitesse, dans de bonnes conditions de propagation radio).

Dest Source

Paquet IP

GGSN

SGSN

Dest SourceEn-tteGTP

Dest SourceEn-tteSNDCP

Encapsulation GTP

Dcapsulation

Enca sulation

Encapsulation

Terminal GPRS


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I.5.1) Le HSCSD

Le HSCSD est une amlioration des services de donnes en mode circuit de la norme GSM phase 2, destine proposer des dbits usager plus levs que le service de base 9,6 Kbit/s.En, GSM, chaque porteuse est divise en huit intervalle de temps ( time slots ), reprsentant autantde ressources lmentaires. Chacune de ces ressources lmentaires peut offrir un dbit usagermaximum de 14,4 Kbit.s, grce lutilisation dun codage canal particulier.

Chaque terminal utilise traditionnellement une seule de ces ressources lmentaires dans lecas dune communication tlphonique classique ou dune communication de donnes bas dbit.Le HSCSD permet dagrger, pour une communication donne, jusqu huit de ces ressourceslmentaires, ce qui permet dobtenir un dbit thorique de 8*14,4 Kbit.s, soit 115,2 Kbit/s.Il est par ailleurs possible de faire varier le nombre de ressources lmentaires utilises au coursde la communication, dans le cas de services de donnes en mode non transparent. Ce point estcapital en particulier lors dun changement de cellule, au cours duquel il est parfois difficile degarantir que la nouvelle cellule aura la possibilit doffrir le mme nombre de ressourceslmentaires que lancienne.Malheureusement, ce processus daugmentation et de diminution du nombre de ressourceslmentaires utilises est en fait assez lent et peu ractif car bas sur les mcanismestraditionnels dallocation et de libration de ressources du GSM. Cette caractristique rendHSCSD peu adapt nombre dapplications utilises aujourdhui sur Internet, avec un dbitmoyen assez faible pouvant requrir des dbits crte lev.

I.5.2) Le EDGE

EDGE est une amlioration des systmes GSM proposant des dbits utilisateur levsgrce une nouvelle modulation et de nouveaux algorithmes de codage canal sur linterfaceradio.La norme EDGE propose des dbits allant jusqu 43,2kbit.s par time slot GSM.

Conclusion

Le passage de la deuxime gnration, celle des systmes numrique comme le GSM, latroisime gnration, celle de lUMTS, ne se fera pas en une seule fois, partir du GSMdorigine. On a vu quavant de laisser dfinitivement la place un systme rsolument nouveau,le GSM a connu quelques volutions majeures. La plus significative des ces volutions est sansdoute lintroduction de services en mode paquet. La transmission en mode paquet sur la voieradio GPRS est la rponse du GSM au dfi de la transmission de donnes haut dbit,

permettant un accs acceptable Internet.Limplantation du GPRS a eu un impact sur lensemble de larchitecture de rseau GSM,

surtout sur le sous-systme de commutation.

Implanter le GPRS dans le rseau GSM, cest dj faire un pas vers lUMTS, mme si le sous-systme radio UMTS marque bien ds lorigine une rupture franche avec son quivalent GSM.


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CHAPITRE II LINTERNET


II.1) Introduction

L'Internet est certainement le systme le plus complexe jamais conu et dploy parl'homme. Cette infrastructure de communication permet de connecter grande chelle de

multiples rseaux et ordinateurs de technologies diffrentes. Son succs grandissant repose surla mise en oeuvre de quelques grands principes gnraux des rseaux qui ont fait la preuve deleur robustesse lors de la croissance exponentielle de lInternet.La plupart des rseaux informatiques, y compris les Intranets, se basent aujourd'hui sur les

protocoles TCP/IP, qu'il convient de bien matriser avant d'aborder des volets plus complexesdes rseaux, tels que lUMTS et diverses technologies visant faire voluer l'Internet vers unrseau intgr offrant des services de qualit aux applications multimdias.

II.2) QU'EST-CE QU'INTERNET ?

INTERNET est un rseau de rseaux. Il s'appuie sur un ensemble de protocoles decommunication (matriels et logiciels) connu sous le sigle TCP/IP (Transmission Control

Protocol/Internet Protocol) bas sur la commutation de paquets (datagrammes), propos par le pionnier d'ARPAnet Robert Kahn et le chercheur Vincent Cerf en 1974. Ces protocoles sont publis dans des documents publics appels RFC (Request For Comment).

II.2.1) Cest quoi le WWW On appelle Web (toile), contraction de World Wide Web d'o l'acronyme www,

une des possibilits offertes par le rseau Internet de naviguer entre des documents relis pardes liens hypertextes.Le principe du Web repose sur l'utilisation d'hyperliens pour naviguer entre des documentsappels pages Web grce un logiciel appel navigateur . Une page Web est ainsi un simplefichier texte crit dans un langage de description appel HTML , permettant de dcrire la mise en

page du document et d'inclure des lments graphiques ou bien des liens vers d'autresdocuments l'aide de balises.Au-del des liens reliant des documents formats, le web prend tout son sens avec le protocole

HTTP permettant de lier des documents hbergs par des ordinateurs distants appels serveursWeb (par opposition au client que reprsente le navigateur). Sur Internet les documents sontainsi reprs par une adresse unique, appele URL , permettant de localiser une ressource surn'importe quel serveur du rseau internet.

II.2.2) Le Site WebUn site Web (aussi appel site Internet ou page perso dans le cas d'un site Internet but

personnel) est un ensemble de fichiers HTML stocks sur un ordinateur connect en permanence Internet et hbergeant les pages Web ( serveur Web ).Un site Web est habituellement architectur autour d'une page centrale, appele paged'accueil et proposant des liens vers un ensemble d'autres pages hberges sur le mme


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serveur, et parfois des liens dits externes, c'est--dire de pages hberges par un autreserveur.

II.2.3) LURL

Une URL ( Uniform Resource Locator ) est un format de nom universel pour dsignerune ressource sur Internet. Il s'agit d'une chane de caractres ASCII imprimables qui sedcompose en cinq parties: Le nom du protocole , Identifiant et mot de passe, Le nom du serveur ,Le numro de port , Le chemin d'accs la ressource.

II.3) La pile TCP/IP

Le protocole Internet a t conu pour raliser l'interconnexion de rseaux informatiques

et permettre ainsi les communications entre systmes. Ce protocole assure la transmission des paquets de donnes, appels datagrammes entre un ordinateur source et un ordinateurdestination.

Ces ordinateurs source et destination peuvent tre interconnects par un ou plusieursrseaux. Pour assurer une communication Internet, chaque ordinateur et chaque quipementd'interconnexion, impliqus dans la communication, doit possder un module logiciel, appel"Pile TCP/IP"

TCP/IP , du nom de ces deux protocoles principaux TCP (Transmission Control Protocol) et IP ( Internet Protocol ) , est un ensemble de protocoles permettant de rsoudre les problmesdinterconnexion en milieu htrogne . A cet effet, TCP/IP dcrit un rseau logique ( rseau IP) au-dessus des rseaux physiques rels auxquels sont effectivement connects les ordinateurs .

II.3.1) Description gnrale de la pile et applications TCP/IP

Larchitecteur TCP/IP comprend de nombreux programmes applicatifs, utilitaires et protocoles complmentaires tel quil est montr dans la figure ci-dessous. A lorigine TCP/IPne spcifiait aucun protocole de ligne, il sappuyait sur les rseaux existants. Lutilisationmassive de TCP/IP a fait apparatre des rseaux tout IP et la ncessit de disposer dun

protocole de liaison (SLIP, PPP). De mme, TCP/IP a t adapt aux protocoles dits HautDbit comme lATM.


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Modle TCP/IP

Couche Application

Applications rseauCouche Transport

TCP ou UDP

Couche Internet

IP , ARP, RARP

Couche Accs rseau

FTS, FDDI , PPP , Ethernet , Anneau jeton (Token

ring)

Couche Physique

Figure II.1 : La pile TCP/IP.

II.3 .1.1) Encapsulation des donnes

Lors d'une transmission, les donnes traversent chacune des couches au niveau de la

machine mettrice. A chaque couche, une information est ajoute au paquet de donnes, il

s'agit d'un en-tte , ensemble d'informations qui garantissent la transmission. Au niveau de la

machine rceptrice, lors du passage dans chaque couche, l'en-tte est lu, puis supprim. Ainsi,

la rception, le message est dans son tat originel...

Figure II.2 : encapsulation des donnes


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A chaque niveau, le paquet de donnes change d'aspect, car on lui ajoute un en-tte, ainsi

les appellations changent suivant les couches :

Le paquet de donnes est appel message au niveau de la couche Application

Le message est ensuite encapsul sous forme de segment dans la couche Transport ;

Le segment une fois encapsul dans la couche Internet prend le nom de datagramme ;

Enfin, on parle de trame au niveau de la couche Accs rseau.

II.3.1.2) La couche physique

La couche physique dcrit les caractristiques physiques de la communication, commeles conventions propos de la nature du medium utilis pour les communications (les cbles,les liens par fibre optique ou par radio), et tous les dtails associs comme les connecteurs, lestypes de codage ou de modulation, le niveau des signaux, les longueurs d'ondes, lasynchronisation et les distances maximales.

II.3.1.3) Couche Accs

La couche physique correspond en gros aux couches 1 et 2 de l'OSI. N'importe quelrseau physique peut-tre a priori utilis pour transporter le protocole TCP/IP il suffit qu'ilexiste un standard RFC (Request For Comment) et qu'un driver soit disponible. Les rseaux les

plus souvent utiliss sont bien sr les rseaux locaux (Token-Ring, Ethernet, FDDI), mais on peut aussi s'appuyer sur un transport X25 ou Net BIOS, des liaisons asynchrones (SLIP), etc

II.3.1.4) Couche Internet (IP)

La couche IP correspond au niveau 3 de l'OSI (rseau de routage). On envoie undatagramme et on espre qu'il arrive. Les contrles d'erreur, contrles de flux, remise en ordredes datagrammes, sont donc la charge des couches suprieures. Le protocole Internet a tconu pour raliser l'interconnexion de rseaux informatiques et permettre ainsi lescommunications entre systmes. Ce protocole assure la transmission des paquets de donnes,appels datagrammes entre un ordinateur source et un ordinateur destination. Ces ordinateurssource et destination peuvent tre interconnects par un ou plusieurs rseaux. Pour assurer unecommunication Internet, chaque ordinateur et chaque quipement d'interconnexion, impliqusdans la communication, doit possder un module logiciel, appel "PILE TCP/IP"


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Figure II.3 : Echange de datagrammes entre ordinateurs

Chaque datagramme Internet, considr comme une entit indpendante, possde un en-tte propre qui contient l'ensemble des informations ncessaires son acheminement vers sadestination. On pressente ci-dessous la forme de lentte IPv4. il y a une autre version dentteIP, cest le IPv6 ( Internet protocol version 6 ) qui est le successeur du protocole IPv4, encoreutilis presque exclusivement sur Internet.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Versiond'IP

Longueur del'entte (enmots de 32

bits)

Type de service Longueur totale en octets

Identification (pour les fragments) Flags (pour

les fragments)

Fragment offset

Dure de vie ( TTL Time To Live) Protocole Somme de contrle de l'entte

Adresse source

Adresse destination

Option/padding

Figure II.4 : len-tte IPv4

Une trame a une grandeur maximale, appele MTU( Maximum transmission unit).

Lorsque la longueur du paquet (datagramme) est suprieure, l'information serafragmente.

Pour reconstituer l'information, on utilise les champs suivants dans l'entte IPv4 :

Version (4 bits) : Version d'IP utilise. Ici, 4. Longueur de l'entte (4 bits) : Nombre de mots de 32 bits, soit 4 octets. (O nombre de

lignes du schma.) La valeur est comprise entre 5 et 15, car il y a 20 octets minimum eton ne peut dpasser 40 octets d'option. (Soit en tout, 60 octets.)


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Type de service (8 bits) : Rarement utilis. Ce champ permet de distinguer diffrentesqualits de service diffrenciant la manire dont les paquets sont traits. Compos de 3

bits de priorit (donc 8 niveaux) et trois indicateurs permettant de diffrencier le dbit, ledlai ou la fiabilit.

Longueur totale en octets (16 bits) : Nombre total d'octets du datagramme, entte IPcomprise. Donc, la valeur maximale (est 2^16)-1 octets.

Identification (16 bits) : Numro permettant d'identifier les fragments d'un mme paquet.

Flag (3 bits) :

1. (Premier bit) actuellement Inutilis.2. (Deuxime bit) DF (Don't Fragment) : Lorsque ce bit est positionn 1, ilindique que le paquet ne peut pas tre fragment. Si le routeur ne peut acheminer ce

paquet (taille du paquet suprieure la MTU), il est alors rejet.3. (Troisime bit) MF (More Fragments) : Quand ce bit est positionn 1, on saitque ce paquet est un fragment de donnes et que d'autres doivent suivre. Quand il est 0, soit le fragment est le dernier, soit le paquet n'a pas t fragment.

Fragment offset (13 bits) : Position du fragment par rapport au paquet de dpart, ennombre de mots de 8 octets.

Dure de vie ou TTL Time To Live (8 bits) : initialis par l'metteur, ce champ estdcrment d'une unit gnralement chaque saut de routeur. Quand TTL = 0, le paquet

est abandonn et un message ICMP est envoy l'metteur pour information. Protocole (8 bits) : Numro du protocole au-dessus de la couche rseau : TCP = 6, UDP

= 17, ICMP = 1.

Somme de contrle de l'entte ou Cheksum ou encore CRC pour Contrle deRedondance Cyclique (16 bits) : Vrification de l'intgrit de l'entte seulement. Si leCRC est invalide, le paquet est abandonn sans message d'erreur.

Adresse source (32 bits) : Adresse IP de l'metteur sur 4 octets ou 32 bits. Adresse destination (32 bits) : Adresse IP du rcepteur sur 4 octets ou 32 bits. Options : (0 40 octets ou 0 320 bits par mots de 32 bits ou 4 octets) : facultatif.

ICMP (Internet Control and error Message Protocol) : assure un dialogue IP/IP et permet

notamment la signalisation de la congestion, la synchronisation des horloges et lestimation

des temps de transit. Il est utilis par lutilitaire Ping qui permet de tester la prsence dune

station sur le rseau.

II.3.1.5) Couche Transport Hte Hte


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La couche transport correspond la couche 4 de l'OSI (transport de bout en bout). Elle permet des applications tournant sur des machines distantes de communiquer. Le problmeconsiste identifier ces applications.En effet, suivant la machine et son systme d'exploitation, l'application pourra tre un

programme, une tche, un processus...De plus, la dnomination de l'application peut varier d'un systme un autre, c'est la raison

pour laquelle un systme de numro a t mis en place afin de pouvoir associer un typed'application un type de donnes, ces identifiants sont appels ports.

La couche transport contient deux protocoles permettant deux applications d'changer desdonnes indpendamment du type de rseau emprunt (c'est--dire indpendamment descouches infrieures...), il s'agit des protocoles suivants :

TCP, un protocole orient connexion qui assure le contrle des erreurs. UDP, un protocole non orient connexion dont le contrle d'erreur est archaque.

II.3.1.5.1) TCP (Transmission Control Protocol ) le protocole de contrle de transmissions ,est un protocole de transport fiable, en mode connect, document dans la RFC 793 de l'IETF.L'tablissement de la connexion se fait en trois temps. La rupture de connexion se fait enquatre temps.

Format de lentte

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Port Source Port destination Numro de squence

Numro d'acquittementTaille del'en-tte rserv URG ACK PSH RST SYN FIN Fentre

Checksum Pointeur de donnes urgentesOptions Remplissage

Figure II.5 Format de lentte TCP

Signification des champs :

Port source : Numro du port source Port destination : Numro du port destination Numro de squence : Numro de squence du premier octet de ce segment Numro d'acquittement : Numro de squence du prochain octet attendu Taille de l'en-tte : Longueur de l'en-tte en mots de 32 bits (les options font partie de

l'en-tte)


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Rserv : Rserv pour un usage futur Drapeaux

o URG : Signale la prsence de donnes URGento ACK : Signale que le paquet est un accus de rception (ACKnowledgement)

o PSH : Donnes envoyer tout de suite (PuSH)o RST : Rupture anormale de la connexion (ReSeT)o SYN : Demande de SYNchronisation ou tablissement de connexiono FIN : Demande la fin de la connexion

Fentre : Taille de fentre demande, c'est--dire le nombre d'octets que le rcepteursouhaite recevoir sans accus de rception

Checksum : Somme de contrle calcul sur l'ensemble de l'en-tte TCP et des donnes,mais aussi sur un pseudo en-tte (extrait de l'en-tte IP)

Pointeur de donnes urgentes : Position relative des dernires donnes urgentes

Options : Facultatives Remplissage : Zros ajouts pour aligner les champs suivants du paquet sur 32 bits, si

ncessaire Donnes : Squences d'octets transmis par l'application (par exemple: +OK POP3

server ready, ...).

II.3.1.5.2) UDP (User Datagram Protocol) est dfini dans le but de fournir une communication par paquet unique entre deux processus dans un environnement rseau tendu. Ce protocolesuppose l'utilisation du protocole IP comme support de base la communication. Ce protocole

est transactionnel, et ne garantit ni la dlivrance du message, ni son ventuelle duplication. Lesapplications ncessitant une transmission fiabilise et ordonne d'un flux de donnesimplmenteront de prfrence le protocole TCP.

Format de lentte

Le paquet UDP est encapsul dans un paquet IP. Il comporte un en-tte suivi desdonnes proprement dites transporter. L'en-tte ( header en anglais) d'un datagramme UDP est

bien plus simple que celui de TCP :

Port Source (16 bits) Port Destination (16 bits)

Longueur (16 bits) Somme de contrle (16 bits)

Donnes (longueur variable)

Figure II.6 Format de lentte UDP


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Il contient les 4 champs suivants:

Port Source : il indique depuis quel port le paquet a t envoy. Port de Destination : il indique quel port le paquet doit tre envoy

Longueur : il indique la longueur totale du datagramme UDP (en-tte et donnes). Lalongueur minimale est donc de 8 octets (taille de l'en-tte).

Somme de contrle : celle-ci CRC (Cyclic Redundancy Check) permet de s'assurer del'intgrit du paquet reu. Elle est calcule sur l'ensemble de l'en-tte UDP et desdonnes, mais aussi sur un pseudo en-tte (extrait de l'en-tte IP).

II.3.1.6) Couche Application

Enfin, la couche application (quivalente aux couches 5, 6 et 7 de l'OSI), comporte un

certain nombre d'applications standardises qui s'appuient elles-mmes sur TCP ou UDP (qui sont reprsentes ci-dessus ) ; dont des exemples sont cits ci-dessous. Chaque couche de la pile ajoute des informations de contrle de manire garantir une transmission de donnescorrecte.

HTTP (hyper text transport protocol ) : il assure le transfert de fichiers hypertextes entre unserveur Web et un client Web.

TELNET (TELetypawriter NETwork protocol) : selon l ARPA ou (TERminal NETwork protocol ) : Systme de terminal virtuel, permet louverture de session avec des applicationsdistantes.

SMTP (simple Mail Transfert Protocol) : offre un service de courrier lectronique.

FTP (file transfert protocol ) : est un systme de manipulation de fichiers distance (transfert,suppression, cration ...).

DNS (domain Name System) : est un systme de bases de donnes rparties assurant la

correspondance dun nom symbolique et dune adresse Internet (adresse IP).

SNMP (Simple Network Management Protocol ) : est devenu le standard des protocolesdadministration de rseau.

II.4) Ladressage IP

Sur Internet, les ordinateurs communiquent entre eux grce au protocole IP ( Internet Protocol ), qui utilise des adresses numriques, appeles adresses IP , composes de 4 nombres


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entiers (4 octets dans le cas du version 4 du protocole IP) entre 0 et 255, par exemple194.153.205.26 est une adresse IP donne sous une forme technique.

Ces adresses servent aux ordinateurs du rseau pour communiquer entre-deux, ainsi chaque

ordinateur d'un rseau possde une adresse IP unique sur ce rseau.

C'est l'ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) , remplaant l'IANA, (

Internet Assigned Numbers Authority) depuis 1998 ,qui est charge d'attribuer des adresses IP

publiques, c'est--dire les adresses IP des ordinateurs directement connects sur le rseau

public internet.

II.5) Le Routage

Le terme routage dsigne le mcanisme par lequel les donnes d'un quipementexpditeur sont achemines jusqu' leur destinataire, mme si aucun des deux ne connat lechemin complet que les donnes devront suivre. Avoir une procdure de routage efficace est

particulirement important pour les rseaux dcentraliss .

Tous les appareils connects Internet contiennent une table de routage .

Du point de vue du routage on distingue deux types logiques d'appareils :

les terminaux, ou htes, qui sont relis un seul rseau et qui ont par consquent une

table de routage simple les routeurs, qui relient au moins deux rseaux et possde une table de routage pluscomplexe

II.5 .1 ) Routage statique et dynamique

Les tables de routages peuvent tre configures en dur sur le routeur, on parle alors de"routage statique". Elles peuvent aussi tre mises jour automatiquement et dynamiquement,c'est le "routage dynamique".

II.5.2) Protocoles de routages

La maintenance des tables de routages des routeurs importants ne pouvant treraisonnablement effectue manuellement (mme si elle est plus scurise), on a dfini des

protocoles de routage permettant d'changer les informations de routage entre les routeurs. LesIGP sont des protocoles fonctionnant l'intrieur d'un systme autonome.

Ces protocoles fonctionnent de diffrentes faons :


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ils peuvent changer intervalles rguliers uniquement les changements dans les tablesde routage comme le protocole OSPF. ils peuvent aussi changer toute la table de routage comme le protocole RIP ou IGRP. ou encore un hybride des deux comme EIGRP qui changent la totalit des tables de

routage ds qu'il y a modification de l'une d'elles.

Conclusion

Ce chapitre tait une brve description, de ce quest Internet, et de ce qui utilise,ventuellement, comme pile protocolaire, en dtaillant un petit peu la constitution des enttesTCP et IP, dont il vont nous servir plus loin dans notre simulation.


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CHAPITRE III LE RESEAU UMTS

.PFE : LUTILISATION DE LUMTS POUR LACCES A INTERNET

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III.1) INTRODUCTION

LUMTS (Universal Mobile Telecommunication System) fait partie de la famille IMT-2000(International Mobile Telecommunication pour lan 2000) des rseaux mobiles de troisime

gnration. Ces systmes se prsentent comme des concurrents des systmes de deuxime gnratiodj dploys. La troisime gnration doit apporter un plus par rapport la prcdente qui peusexprimer par une qualit de service au moins comparable avec celle fournie par les rseaux fixesDe plus, les rseaux de troisime gnration doivent fournir des nouvelles avances incluantlitinrance mondiale, une large gamme de services haut dbit, des services audio-visuels etlutilisation dun seul terminal dans diffrents environnements radio.

Le rseau daccs radio de lUMTS est une partie importante o les ressources sont chres. Il vaalors utiliser les infrastructures dj existantes et doit optimiser lutilisation des ressources pou pouvoir transporter les nouveaux services haut dbit de lUMTS tel que le transfert des donnes e

les services multimdia.Dans ce chapitre, nous prsentons de manire gnrale les rseaux UMTS pour pouvoir dtailler lmcanisme des communications en mode paquets dans les deux derniers chapitres.

III.2) ARCHITECTURE GLOBALE DE LUMTS

Le systme UMTS fait distinction entre la partie accs et les autres parties. Globalement, il peut trdivis en trois domaines principaux comme le montre la figure

Figure III.1 : Architecture gnrale du rseau UMTS.


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III.2.1)Le Rseau Coeur (Core Network)

Il assure la connexion entre les diffrents rseaux daccs et entre le rseau UMTS et les autrerseaux comme les rseaux tlphonique( Public Switched Telephone Network), le rseau GSM ,

rseau RNIS(rseau numrique intgration de services ) etc.., il fournit le support des services detlcommunications UMTS et gre les informations de localisation des utilisateurs mobiles ainsquil contrle les services et les caractristiques du rseau . Le rseau cur est compos de deuxdomaines, le domaine commutation de circuits CS(circuit Switched Domai n) et le domaine commutation de paquets PS(Packet Switched Domain).

III.2.2)Le rseau daccs Radio

Il gre les ressources radio, ltablissement, la maintenance et la libration des canaux radio

entre le terminal et le rseau cur(Core Network). il permet aux utilisateurs mobiles decommuniquer avec le rseau cur .deux catgories de rseau daccs sont dfinies : le rseau desatellites daccs radio USRAN et le rseau terrestre daccs radio UTRAN.

III.2.3) Lquipement dutilisateur (User Equipement)

Cest le terminal mobile qui est en charge dtablir une communication entre lutilisateur et lerseau. Il est connect par une interface radio au rseau daccs radio UTRAN.

III.2.4) Le systeme dopration et de maintenance

Il est utilis par loprateur du rseau pour configurer les quipements et les maintenir en casdune pannes.

III.3) Le dcoupage en strates

Au cours de la modlisation du rseau UMTS, un dcoupage en strates(ou niveaux) a tintroduit dans les spcifications du 3GPP. Ce dcoupage, conforme lesprit du modle en couche

OSI, permet de sparer des niveaux services indpendants dans le rseau UMTS.

III.3.1)AS ( Access Stratum ) et NAS ( Non Access Stratum )

Dune manire trs gnrale, un rseau UMTS est constitu de deux niveaux principaux,appels AS (Access Stratum) et NAS (Non Access Stratum ). Ce dcoupage en niveaux correspond une rpartition logique des fonctions du rseau.


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Figure III.2 : Access Stratum et Non Access Stratum .

L access stratum regroupe toutes les fonctions du rseau UMTS lies au rseau daccs,dont, par exemple, les fonctions de gestion des ressources radio et de Handover . Par dfinition,lUTRAN est, en tant que rseau daccs de lUMTS, entirement inclus dans l Access Stratum. Parailleurs, l AS comprend aussi une partie de lquipement mobile (celle qui gre les protocoles delinterface radio) ainsi quune partie du rseau cur (correspondant linterface Iu). Le tableau III.1 montre la rpartition des principales fonctions dun rseau UMTS entre les diffrent

niveaux :Access Stratum Non Access Stratum

Gestion de la signalisation dappel X

Authentification X

Fonction de Handover X

Gestion des services supplmentaire XGestion des ressources radio X

Chiffrement X (X)

Compression X (X)

Mcanismes de facturation X

Tableau III.1 : La rpartition AS.NAS des fonctions de lUMTS


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Le niveau NAS regroupe toutes les autres fonctions du rseau UMTS, indpendantes du rseaudaccs, comme :

Les fonctions dtablissement dappel, correspondant aux couches de protocole CC (CallControl ) pour les appels circuit et SM(Session Management ) pour les appels paquet ;

Les fonctions de gestion de la mobilit en mode veille, correspondant aux couches de protocole MM ( Mobility Management ) pour les appels circuit et GMM(GPRS Mobility Management ) pour les appels paquets.

Certaines de ces fonctions sont prsentes dans les deux niveaux. Cest le cas des mcanismesde compression et de chiffrement, fonctions dcrites dans la norme comme tant intgres dans lASmais pouvant galement faire partie du NAS, dune manire optionnelle.

III.3.2)Les liens entre AS et NAS

LAS agit en fait comme un fournisseur de service vis--vis du NAS Par exemple, lors deltablissement dune communication,lAS est charg, sur demande du NAS , dtablir les connexionsde signalisation et les canaux de transmission dans le rseau daccs, en fonction du type dappel edes attributs de qualit de service ngocis au niveau du NAS entre le mobile et le rseau.

Un certain nombre de liens, les SAP (Services Access Point ), ont t dfinis entre les couches NAS et AS, dans le terminal et dans le rseau cur. Ces SAP permettent de classer les interactionentre le NAS et lAS, suivant la nature du service offert ou demand. Ces points daccs sont aunombre de trois : GC(General Control ), Nt( Notification ) et DC( Dedicated Control ).

Figure III.3:points daccs entre lAS et le NAS.

III.4) Le rseau cur de lUMTS

III.4.1) Les entits du rseau UMTS

Les entits du rseau UMTS sont les mmes que celles du rseau GSM pour le domainecircuit,en ce qui concerne le rle, mais avec des amliorations dans les piles protocolaires. leentits du domaine paquet en taient galement amliores pour supporter les nouveaux serviceintroduits par lUMTS.

NAS

AS

GC Nt DC


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III.4.2.3) LIG (Lawful Interception Gateway)

Cette passerelle est requise dans plusieurs pays pour les organismes dapplication de la loi LEA (Law Enforcement Agencies), pour contrler le trafic. Donc les donnes utilisateur traversant leBackbone sont susceptibles dtre captes et achemines vers le LEA. Cette interception ncessite uordre du tribunal.

le schma suivant nous illustre les entits du Backbone dans le cas o la couche L1 et L2 delinterface Gn sont bases sur Ethernet.

Figure III.4) : les entits du Backbone

III.4. 3) La notion des domaines

Dans larchitecture GSM/GPRS, le rseau cur tait scind en deux parties distinctescorrespondant un dcoupage entre les services commutation de circuits et ceux commutation d paquets GPRS. La consquence de cette sparation est une gestion spare de ltablissement dappeet de la mobilit de labonn, situs dans des quipements rseau diffrents ( le MSC/VLR et leSGSN).Dans la norme UMTS, cette distinction subsiste, avec quelques modifications dans les termes

utiliss. Ainsi, dans les spcifications 3GPP, on parle de domaine de services. La version 99 desspcifications de lUMTS a dfini deux domaines :

Le CS (Circuit Switching ) domain. Le PS ( Packet Switching ) domain.

Les lments du rseau cur sont donc rpartis en trois groupes : Le premier groupe:celui des lments duCS domain , comprend le MSC, le GMSC et le VLR. Le deuxime groupe, celui des lments du PS domain , comprend le SGSN et le GGSN. Le dernier groupe comprend les lments du rseau communs au PS domain et au CS

domain : le HLR, le EIR et le AUC.


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Un mobile UMTS est capable de communiquer simultanment via les domaines CS et PS durseau cur. La notion de domaine est reprise dans un grand nombre de spcifications de lUMTSElle permet de modliser la notion de service dans le rseau cur et donne la possibilit de creultrieurement dautres domaines de services dans le rseau cur.

III.4.4) La notion du Rseau Cur Intgr

Malgr la sparation des domaines circuit et paquet, la norme GSM/GPRS donnait la possibilitde relier ces deux domaines par lintermdiaire de linterface optionnelle Gs.LUMTS va plus loin dans cette approche en proposant le concept de rseau cur intgr (ouintgration des domaines CS et PS). Cette intgration de fonction simplifie lexcution de procdurecombines de mise jour de zone de location pour les domaines CS et PS. Le gain apport parlintgration des fonctions dans des quipements communs est donc double : les temps de traitemendes procdures sont rduits, et les cots de maintenance de rseau sont diminus.

Figure III.5 : Rseau cur intgr.

Lentit du rseau cur regroupant la fois les fonctions du MSC/VLR et de SGSN est appeleUMSC (UMTS MSC).

III.4.5) Le transcodage

Dans le rseau GSM, la fonction de transcodage de la parole TRAU(Transcoding Rate and Adaptation Unit) tait intgre au rseau daccs, la position exacte du TRAU ntant pas spcifie.Cest grce cette fonction detranscodage que lon va pouvoir adapter le dbit ; le dbit unitairedun lien MIC ( 64 Kbits/s) celui dune liaison radio( 13 Kbits). Dans le rseau UMTS, letranscodeur est situ dans le rseau cur, ce qui correspond loption la plus conomique du pointde vue de la transmission rseau. Linterface Iu transporte des trames de phonie transcodes, ce qui

SGSN tatPSMSC/VLRtatCS UMSC

tatPS

tatCS

UE tatPStatCSUE

tatPS

tatCS

UTRAN UTRAN

Interface Iu2 connexions

Interface radio

1 connexion RRC


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entrane un dbit dinformation de quatre dix fois moindre que sur linterface A pour les appelsde phonie.Lautre consquence du dplacement du transcodeur dans le rseau cur est la banalisation des fluxde donnes dans le rseau daccs. Du point de vue de lUTRAN, le service de tlphonie nest plu

un cas particulier (le transcodage est effectu en amont). Le transport des trames de phonie danslUTRAN se trouve en fait intgr dans un processus gnral.

III.5) LUTRAN

Le rseau terrestre daccs radio de lUMTS (UTRAN) assure le transport des flux entre leterminal mobile et le rseau cur. Larchitecture globale de lUTRAN est prsente dans la figureIII.6.LUTRAN est constitu dun ou plusieurs sous-systmes RNS (Radio Network Sub-system ) qui

regroupe chacun un RNC et ses NodeB associs. Les RNCs des diffrents soussystmes RNS peuvent tre connects entre eux via Linterface Iur. Quant aux RNC et aux Node B, ils sontconnects via linterface Iub.Les principales caractristiques de LUTRAN qui conditionnent larchitecture, les fonctionnalits eles protocoles peuvent se rsumer par les quelques points suivants :

Support de linterface air UTRA et de ses fonctionnalits. En particulier, larchitecture delUTRAN doit supporter les spcificits duSoft Handover et de la gestion des ressources radio duWCDMA.

Mutualisation des supports et de la gestion des domaines circuit et paquet, avec un unique

protocole sur linterface air et une unique interface vers le rseau cur.Dveloppement dun maximum de similitudes avec le GSM.Utilisation de la technologie ATM(Asynchronous Transfer Mode) comme principale

technologie de transport.

Figure III.6) : Larchitecture de lUTRAN


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III.5.1) Le contrleur du rseau radio

Le RNC (Radio Network Controller) est llment du rseau en charge du contrle desressources radio de lUTRAN. Il sinterface avec le rseau cur, gnralement un MSC et unSGSN et il gre le protocole RRC(Radio Resource Control) qui dfinit les messages et les procdures entre le mobile et lUTRAN. Le RNC est lquivalent du BSC en GSM.Le RNC est responsable de la gestion et du contrle des canaux radio (tablissement, maintien elibration des connexions radio). Il est aussi responsable de la gestion duhandover quand le terminalmobile se dplace dune cellule radio vers une autre. Il gre les mcanismes de contrle de puissancedans les deux sens montant et descendent (uplink et downlink) . Dans le cas de soft handover et de lamacro diversit, le serving-RNC gre les mcanismes de division et de recombinaison des paquets

FP-PDU ( frame protocol-packet data unit) ainsi que le contrle de la qualit du lien radio. Lesfonctions du contrle dadmission sont gres par le RNC.Deux types de RNC sont dfinis :

Serving-RNC (S -RNC) : cest le RNC qui maintient la connexion avec le rseau cur quandle mobile est en soft handover. Il assure les fonctions dedivision/recombinaison (splitting

/recombination) dans le cas du soft handover pour acheminer un seul flux vers linterfaceIu.

Drift-RNC (D-RNC) : il achemine les flux de S-RNC vers le Node B qui gre la connexion

avec le terminal mobile et vice-versa. Il assure la fonction de commutation pour garder unseul point dinterconnexion avec le rseau cur. Le modle logique du D-RNC est prsentdans la figure III.6.

Le RNC contient les terminaisons des canaux et des couches radio (RLC et MAC) qui sont tendu jusquau terminal mobile. Il termine aussi les couches protocolaires de transport sur les interfaces Iuet Iur avec les Node B et les autres RNC respectivement.

III.5.2) Le Soft Handover et la Macro-Diversit

La technique daccs CDMA (Code Division Multiple Access) permet dtablir plusieurs connexions entre un terminal mobile et les stations de base (les Node B) afin de maintenir lacommunication en cas de passage dune cellule radio une autre (dans le cas de handover). Unterminal mobile peut tre connect en mme temps deux ou plusieurs cellules radio et quand i passe dune cellule une autre, il libre la connexion avec lancienne cellule sans interrompre lcommunication. Ce mcanisme dehandover est appel soft handover et il est diffrent dumcanisme dehard handover qui est utilis dans les systmes GSM. Dans le cas duhard handover,un mobile peut tre connect une seule cellule radio un moment donn, et quand il passe duncellule une autre, il coupe sa connexion avec lancienne cellule et tablit une nouvelle connexion

avec une nouvelle cellule. Cette brve coupure de communication engendre des pertes de paquetdans le cas du transport des donnes. Le soft handover est plus souple et il est bien adapt au


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transport des donnes car il vite les pertes des paquets et par consquent, les mcanismes deretransmission qui peuvent ralentir le transfert des donnes sont rduits.Quand un mobile est en soft handover, il possde plusieurs connexions (legs) avec diffrentescellules radio. Dans le sens montant, le terminal envoie les mmes informations sur les diffrente

connexions. Un mcanismes de recombinaison des flux est tablit dans le RNC pour obtenir un seuflux sortant, inversement, dans le sens descendant, le flux entrant dans le RNC est divis en plusieurs flux identiques qui sont envoys sur les diffrentes connexions. Ce mcanisme est appel lmacro diversit (macro-diversity). S i le terminal mobile a des connexions avec des cellulesappartenant un mme RNC, la macro diversit est tablie dans ce RNC. Si le mobile est connect des cellules appartenant deux RNC diffrents, un seul RNC (le serving-RNC) garde le pointdinterconnexion avec le rseau cur. Lautre RNC joue le rle du ( Drift-RNC) . Cest le cas de lafigure III.7 ou la macro diversit est tablie dans le S-RNC pour former un flux unique sortant verle rseau cur.

Figure III.7 : Soft Handover et Macro-Diversite.

Sur le schma de la figure, le terminal mobile est connect deux cellules appartenant deuxRNC diffrents. Le premier flux venant du terminal passe par linterface Iub qui relie le NodeB auS-RNC. Le deuxime flux passe par une interface Iub qui est relie au D-RNC, il est achemindans le D-RNC sur linterface Iur relie au S-RNC. Dans le S-RNC, un mcanisme derecombinaison entre les flux est tabli et un seul flux est envoy sur linterface Iu vers le rseaucur. Quand le terminal quitte la premire cellule , il coupe sa connexion directe avec le S-RNC etil garde une seule connexion qui passe par le D-RNC vers le S-RNC. Si le mobile sloigne du S-RNC, le nombre de D-RNC quil traverse augmente et le chemin vers le rseau cur sera plus


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long, alors un mcanisme de relocalisation est mis en place . le mcanisme de relocalisationconsiste changer le point dinterconnexion avec le rseau cur et par la suite changer le S-RNC .

III.5.3) Le Node B

Le Node B est une entit logique du rseau daccs. Son rle principal est dassurer lesfonctions de rception et de transmission radio pour une ou plusieurs cellules de lUTRAN.

Figure III.8 : Implmentation possible du Node B.

La principale fonction du Node B (ou station de base) est de grer la couche physique de linterfaceair. Il sagit principalement du codage du canal, de lentrelacement, de ladaptation du dbit et deltalement. Le Node B est lquivalent la BTS en GSM. Un Node B doit tre capable de gre jusqu quatre frquences porteuses. Thoriquement, chaque porteuse fournit un dbit de 2 Mbit.s pacellule radio.

III.6) Le terminal UMTS

Le terminal utilisateur (UE) est compos des deux parties suivantes :

Figure III.9) : Architecture gnrale du terminal UMTS .

Node BNode B

Node B avec antennes Node B avec antenne sectorielles omnidirectionnelle


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Le terminal mobile ME : (Mobile Equipement).

Correspond au terminal radio utilis pour les communications radio sur linterface Uu. La carte USIM :( Universal Subscriber Identitiy Module )

Comme dans les rseaux GSM, laccs aux services dans un rseau UMTS est conditionn parla prsence dans le terminal de la carte puce de labonn, appele USIM. Sans cette carte, seuls lesappels durgence sont possibles.La carte USIM contient un certain nombre de donnes, structures en diffrents fichiers . Lastructure des donnes de la carte USIM est en fait une extension de celle de la carte SIM desterminaux GSM, ce qui autorise son utilisation dans un terminal GSM.La carte USIM contient toutes les donnes relatives labonn, parmi les quelles :

LIMSI ( International Mobile Subscriber Identity ) ;

MCC : Mobile Country Code ;MNC: Mobile Network Code ;MSIN : Mobile Station Identification Number.

Le MSISDN ( Mobile Station International ISDN Number ), ou numro dappel de labonn; La langue prfre, utilise pour laffichage des informations et des options des menus du

terminal; Les cls de chiffrement et dintgrit, pour les services des domaines CS et PS ; La liste des rseaux interdits ; Les identits temporaires de lusager vis--vis des domaines CS et PS (TMSI et P-TMSI) ; Les identits des zones de localisation courantes du mobile pour les domaines CS et PS.

La norme prcise les conditions daccs et de mise jour chacune des informations dtenues par la carte USIM. chaque fichier lmentaire dtenu par la carte USIM est donc associe unecondition daccs, soit pour la lecture, soit pour la mise jour de linformation :- ALW (always ) indique que linformation est accessible sans restriction ;- Pin ( Personal Identification Number ) indique que linformation nest accessible quune fois le pinde lusager vrifi ;- ADM (administrative ) indique que seul le fournisseur de la carte peut accder linformation ;- NEV (never ) indique que linformation nest pas accessible.

La condition daccs ALW sera rserve aux donnes les moins sensibles, telle que la langue prfre.En revanche, lIMSI est accessible en lecture sur la carte USIM une fois le PIN vrifi, mais il n

peut tre modifi que par ladministrateur du rseau (ADM).


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III.7) Les interfaces du rseau UMTS

Cette section prsente brivement les dfrentes interfaces du rseau UMTS, ainsi que leur

fonctions.On remarque travers le schma III.9 que la plus part des interfaces du GSM taienreprises dans lUMTS avec le changement de quelques unes, et lintroduction en exclusivit dunnouvelle interface ; elle sagit de linterface Iur entre les RNCs.Les interfaces communes sont :

Figure III.9) : Les diffrentes interfaces du rseau UMTS.

Linterface B relie le MSC et le VLR , elle est utilise pour lchange dinformationsusager et mise jour de zone de localisation.Cette interface est non normalise car les fonctions du MSC et VLR sont souvent intgresdans un seul quipement.

Linterface C relie le GMSC et le HLR : Interrogation du HLR pour joindre un abonnmobile.

Linterface D relie le VLR et le HLR : Le VLR informe le HLR de la localisation dumobile. Le HLR fournit au VLR les informations relatives labonn.

Linterface E relie entre deux MSC , pour la gestion de handover , et relie le MSC etGMSC pour le transport des SMS.

Linterface F relie le MSC et le EIR , pour la Vrification de lidentit du terminal .

Linterface G relie deux VLR : Gestion du changement de zone de localisation .


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Linterface H relie le HLR et lAUC : Echange des informations ncessaires auchiffrement et a lauthentification. Cette interface nest pas normalise.

Linterface G r qui relie le SGSN et le HLR est la seule interface obligatoire vis a vis desinterfaces Gc Gf , Gs. Elle est base sur les protocoles: SS7 MTP, SCCP, TCAP, et MAP. Siun abonn apparat dans la rgion de couverture d'un SGSN, le SGSN peut demanderl'information de l'abonn au HLR par l'intermdiaire du Gr interface.Les interface qui suive sont facultative :

Linterface G c relie le GGSN et le HLR. Si le premier paquet de donnes d'utilisateur arriveau GGSN et l'abonn a une adresse fixe, une recherche de localisation de labonn doit trefaite au niveau du HLR. Linterface Gc offre un chemin direct pour cette recherche. Si cetteinterface n'existe pas, la demande peut tre envoye par l'intermdiaire du Gn, connecter unSGSN, qui fait suivre alors la demande au HLR par l'intermdiaire de linterface Gr .l'information de routage est alors fournie par le HLR au SGSN, qui le passe au GGSN.

Linterface G f relie le SGSN et l'EIR. Cet interface n'est pas obligatoire car l' EIR estfacultatif dans les rseaux GSM, GPRS et UMTS.

Linterface G s relie le SGSN et le MSC.VLR. Il utilis pour des procdures de mise jourde localisation. Si, par exemple, un abonn se dplace d'une zone de localisation une autre,une mise jour de localisation doit tre faites. Si l'interface Gs n'existe pas, la procdure demise jour doit tre excute travers l'interface Iu.

Linterface G i relie le GGSN et le PDN. Il est utilis pour le transport des donnes entre lerseau cur et le rseau internet. Par lintermedaire de cet interface les paquets de donnesdutilisateur sont transports au PDN externe. Pour le PDN , le GGSN ressemble un routeuordinaire. Cet interface est normalis.

L interface G n relie deux SGSN. Il est utilis pour la gestion de la mobilit.

En revanche les interfaces spcifiques lUMTS sont :

Linterface Cu : qui correspond linterface lectrique entre la carte USIM et le terminale.Mais cette interface suit la forme standard des cartes puces.

Linterface Uu : Il sagit de linterface air WCDMA grce laquelle le terminal utilisateur aaccs la partie fixe du systme. Cette interface est ouverte, ce qui permet de nombreuxconstructeurs de terminaux de proposer leurs produits sans ncessairement dvelopper leurs propres stations de base.


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Linterface Iu : Celle-ci relie lUTRAN au rseau cur. Similaire a linterface A pour ledomaine circuit et G b pour le domaine paquet, linterface Iu est ouverte et permet auxoprateurs demployer des quipements UTRAN et CN de diffrents constructeurs.

Linterface Iur : qui permet le soft handover entre RNC de diffrents constructeurs.

Linterface Iub : qui relie les Node B au RNC. LUMTS est le premier systme detlphonie mobile proposer une interface ouverte ce niveau. Cela permettra de dynamiserle march et doffrir la possibilit de nouveaux constructeurs de se spcialiser dans ledveloppement et la commercialisation de Node B.

Linterface R : qui relie un PC et un UE.

III.8) La structure en couches du rseau

La structure en couches du rseau UMTS pour les appels circuit est prsente la figure III.11.Les couches de transport TCAP, SCCP et MTP utilises dans le rseau cur sur les interfaces C, E, Fsont identiques au GSM. La couche applicative MAP de lUMTS est une volution par rapport auxnouveaux services dfinis dans le cadre de lUMTS. Sur la partie rseau daccs, de nouveaux protocoles ont t dfinis.

Figure III.11: Le plan usager du domaine CS.

Le plan de transmission des donnes usager des services en mode paquet est prsent dans la figureIII.12. Comme pour les services en mode circuit, les couches transport du rseau cur entre le SGSNet GGSN sont inchanges.


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Figure III.12: Le plan usager du domaine PS.

La signalisation appartenant la couche NAS du rseau, cest--dire les couches CC et MM, pour leappels circuit, et SM et GMM, pour les appels paquet sont galement identiques celle utilises eGSM, quelques volution (dues lintroduction de nouveau service) prs.

III.9) Les protocoles du rseau cur

On donne travers le tableau III.2 une description gnrale, sur tout des protocoles designalisation. Une description dtaille de la pile protocolaire du plan usager du domaine PS seraDonnes dans le 4me chapitre. Le schma nous montre la pile protocolaire du plan contrle pour ledomaine PS.

Figure III.13: Le plan contrle du domaine PS.

pfe06_umts_accés internet

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