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UMTS

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par Omar HASNAOUI
Université Djillali LIABES - Ingeniorat 2006
  

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République Algérienne Démocratique et Populaire

Ministère de l'enseignement supérieur
et de la recherche scientifique

Université Djilali Liabes

Faculté des sciences de l'ingénieur
Département d'informatique

Mémoire de fin d'étude pour l'obtention du diplôme
d'ingénieur d'état en informatique

Présenté par :

Mr HASNAOUI Omar El-hak

Encadré par :

Mr GAFFOUR Abdelkader

2005 - 2006

Dédicaces

Louange à Dieu le tout puissant, je dédie mon fruit de travail

aux deux êtres les plus chers dans ma vie, pour tout ce qu'ils

ont fait pour que je pusse réussir, à mon très cher Père et ma

très chère mère qui m'ont toujours encouragé pendant toute la

durée de mes études.

-A mes chers frères.

-A mes chères soeurs.

- A toute ma famille.

A tous mes camarades de la promotion 2005-2006.

A tout mes amis notamment Hanae, Kerroum, Salim

Nesrine et Noreddine.

Sans oublier mes chers amis d'enfance.

HASNAOUI Omar

Remerciements

Je tiens à remercier tout particulièrement mon encadreur

Mr GAFFOUR Abdelkader

De m'avoir fait l'honneur d'assurer le suivi de mon travail

jusqu'à son achèvement.

Je désire exprimer mes profondes gratitudes et remerciements à

- Mr LEHIRECH Ahmed

- Mr BLAHAAhmed

- Mr SAYED Salim

Mes remerciements vont également à Mrs les membres du jury

qui m'ont honoré et ont bien accepté d'examiner mon travail et

à tous les enseignants qui ont contribué à ma formation.

Je tiens à remercier également tout mes amis, qui étaient à

mes cotés aux lieux fraternels et amicaux qui ont germé dans

mon esprit ...

HASNAOUI Omar

Introduction générale 8

Historique 9

Chapitre I Evolution des télécommunications mobiles

I.1 La création du téléphone mobile 15

I.2 L'évolution des réseaux: de la « correspondance publique» au GSM. 16

I.3 Perspectives d'évolution technologique

..23

I.4 Le réseau mobile

.30

I.5 Généralités sur les antennes

32

I.6 Les télécommunications par satellite

34

I.7 Conclusion

..36

Chapitre II Le réseau GSM

II.1 Introduction

38

II.2 Présentation générale du réseau GSM

38

II.3 Architecture du réseau GSM

...39

II.3.1 Station mobile MS

41

II.3.2 Le sous-système radio BSS

41

II.3.3 Le sous-système réseau (NSS)

42

II.3.3.1 Commutateur de service mobile (MSC) .....

42

II.3.3.2 Commutateur d'entrée de service mobile (GMS)

42

II.3.3.3 Registre des abonnés locaux (HLR)

42

II.3.3.4 Registre des abonnés visiteurs (VLR)

.43

II.3.3.5 Centre d'authenticité (AuC)

43

II.3.3.6 Registre d'identification d'équipement (EIR)

43

II.3.3.7 Unité de transfert GSM (GIWU)

43

II.3.4 Sous-système opération (OSS)

.44

II.4 Fonctions d'un système GSM

44

II.4.1 Transmission

.45

II.4.2 Gestion des ressources radio (RR)

45

II.4.2.1 Transfert de communication intercellulaire

.46

II.4.3 Gestion de la mobilité (MM)

47

II.4.3.1 Gestion de la localisation

48

II.4.3.2 Authenticité et sécurité

48

II.4.4 Gestion des communications (CM)

..49

II.4.4.1 Contrôles des appels (CC)

49

II.4.5 Opération, administration et entretien (OAM)

50

II.5 Interface radio

51

II.5.1 Allocation des fréquences

51

II.5.2 Trame TDMA

...53

II.6 Système cellulaire

.55

II.7 Interfaces du réseau

.57

II.8 Architecture des protocoles dans le réseau GSM ....59

II.8.1 Les protocoles pour gestion de la signalisation 59

II.8.1.1 Le MTP ...59

II.8.1.2 Le SS7 .61

II.8.1.3 Présentation générale du protocole MAP 62

II.9 Les Canaux 62

II.10 L'implantation du GPRS sur le réseau GSM existant 64

II.10.1 Les appels en mode paquet 66

II.10.2 Scénario d'évolution 67

II.11 Conclusion 68

Chapitre III Le réseau UMTS

III.1 Introduction 71

III.2 Présentation générale du réseau UMTS 71

III.2.1 Objectifs 72

III.2.2 Caractéristiques 74

III.3 Architecture de l'UMTS

III.4 Découpage en strates

III.4.1 As (Access STRATUM) et NAS (Non Access Stratum) III.4.2 Les liens entre AS et NAS

75

79

79

...81

III.5 La structure en couches du réseau

82

III.6 Les Protocoles de l'interface radio

.84

III.7 Les canaux - vue globale

.86

III.7.1 Canaux logiques

..86

III.7.2 Canaux de transport

86

III.7.3 Canaux physiques

87

III.8 DESCRIPTION DE L'UTRA

88

III.8.1 Mode FDD

89

III.8.2 Mode TDD

90

III.8.3 Comparaison entre le mode FDD et le mode TDD

91

III.9 Le Handover

.92

III.10 Planification du réseau radio

96

III.10.1 Objectifs de la planification de réseau radio

96

III.10.2 Dimensionnement

..97

III.11 Conclusion

.99

Chapitre IV Simulations et Implémentations

 

IV.1 Présentation générale

. 101

IV.2 Une modélisation orientée objet

....101

IV.2.1 Objet réseau

101

IV.2.2 Objet noeud

.102

IV.2.3 Objet processus 104

IV.3 Résumé et principe de développement d'un projet .105

IV.4 Le réseau UMTS modélisé sous Opnet . 105

IV.5 Modèles des Noeuds 106

IV.6 Architecture du réseau UMTS 107

IV.6. 1 Le terminal utilisateur 108

IV.6.2 Le Node B . 110

IV.6.3 Le RNC ........111

IV.6.4 Le réseau coeur (CN) . 112

IV.7 Résultat de simulation ....114

IV.8 Conclusion .....120

Chapitre V Conclusion

V.1 Conclusion 122

V.2 Bibliographie 123

V.3 Abréviation 124

V.4 Index d'image 127

INTRODUCTION

Après la première génération de téléphones mobiles, caractérisée par une modulation analogique (systèmes Radiocom 2000), la seconde, caractérisée par une modulation numérique et une normalisation internationale mais régionale.

Durant ces dernières années, les services de télécommunication mobiles ont connu un développement sans précédent, rendu possible par l'existence de technologies numériques tel que le GSM, qui a entériné le choix de la transmission numérique avec le multiplexage temporel à bande moyenne.

En utilisant la commutation de paquets et en augmentant le débit offert par le réseau GSM; le service GPRS réalise une évolution majeure vers la troisième génération de réseau mobile (UMTS).

Le système UMTS est une évolution du GSM et du GPRS.

Ce dernier fait partie de la famille IMT 2000. Il introduit les services multimédia à tout instant et en tout lieu, ainsi qu'une connexion haut débit à Internet; les débits binaires varient entre 0 et 144kbits/s, suivant la mobilité.

Pour cela mon travail consiste à étudier de prés le système de deuxième génération et en particulier le réseau UMTS de troisième génération.

De la, le mémoire est organisé comme suit:

Le chapitre I : Présente une évolution de la télécommunication mobile. Le chapitre II: Décrit le réseau GSM.

Le chapitre III: Décrit le réseau UMTS.

Le chapitre IV: La simulation d'un réseau cellulaire UMTS.

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9Impact, le film from Onalukusu Luambo on Vimeo.