UMTS

III.3 Architecture de l'UMTS

L'architecture du système UMTS est similaire à celle de la plupart des réseaux de deuxième génération.

Le système UMTS est composé de différents éléments logiques qui possèdent chacun leurs propres fonctionnalités. Il est possible de regrouper ces éléments de réseau en fonction de leurs fonctionnalités ou en fonction du sous réseau auquel ils appartiennent.

Les éléments du réseau du système UMTS sont répartis en deux groupes. Le premier groupe correspond au réseau d'accès radio (RAN, Radio Access Network ou UTRAN, UMTS Terrestrial RAN) qui supporte toutes les fonctionnalités radio. Quant au deuxième groupe, il correspond au réseau coeur (CN, Core Network) qui est responsable de la commutation et du routage des communications (voix et données) vers les réseaux externes. Pour compléter le système, on définit également le terminal utilisateur UE (User Equipment) qui se trouve entre l'utilisateur proprement dit et le réseau d'accès radio. La figure (III.1) présente l'architecture globale du système UMTS.

USIM

Cu

ME

UE

Uu Iu

NodeB

NodeB

NodeB

NodeB

Iub

UTRAN

RNC

RNC

Iur

MSC /VLR

SGSN

CN

HLR

GGSN

Réseaux
externes

RTCP, PLMN...

Internet

Figure( III.1) : Architecture globale du réseau UMTS

Présentation du terminal utilisateur :

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

· Le terminal mobile (ME. Mobile Equipment) correspond au terminal radio utilisé pour les communications radio sur l'interface Uu.

· La carte USIM (L'UMTS Subscriber Identity Module) est une carte à puce qui stocke l'identité de l'abonné, les algorithmes et les clefs d'authentification, les clefs de chiffrement ainsi que certaines données relatives à l'abonnement de l'utilisateur qui sont nécessaires au niveau du terminal.

Le réseau d'accès radio (UTRAN) comporte les deux éléments suivants:

· Le Node B est un relais radio électrique qui assure la couverture d'une cellule pour les terminaux UMTS. Il convertit le flux de données entre les interfaces Iub et Uu et participe à la gestion des ressources radio. Notons que le terme «Node B» provient des spécifications du 3GPP et est équivalent au terme «station de base» que nous avons utilisé précédemment.

· Le RNC (Radio Network Controller) gère les ressources radio de la zone dont il a le contrôle, c'est-à-dire les ressources de la zone de couverture de tous les Node B auxquels il est rattaché. Il assure la mobilité des usagers et la concentration du trafic. Le RNC est le point d'accès pour tous les services fournis par l'UTRAN au réseau coeur.

Le réseau coeur (CN)

· Le 3G-SGSN possède des fonctionnalités similaires au MSC/VLR mais est utilisé pour les communications paquet. La partie du réseau gérée par le SGSN est couramment appelée domaine paquet;

· Le 3G-GGSN possède des fonctionnalités très proches de celles du GMSC mais le GGSN fait partie du domaine paquet et non circuit. Il ne traite donc que des connexions en mode paquet; Quant aux réseaux externes, ils se scindent en deux catégories : · Les réseaux circuits tels que le Réseau Téléphonique Commuté Public (RTCP) ou le Réseau Numérique à Intégration de Services (RNIS); · Les réseaux paquet tels que le réseau Internet et d'autres réseaux de transmission de données;

Les spécifications de l'UMTS sont structurées de telle façon que les fonctionnalités internes des éléments du réseau ne sont pas définies en détails. En revanche, les interfaces entre les éléments logiques du réseau sont :

Les différentes interfaces ouvertes disponibles :

· L'interface Cu: Correspond à l'interface électrique entre la carte USIM et le terminal. Cette interface suit le format standard des cartes à puces.

· L'interface Uu : Il s'agit de l'interface air WCDMA qui est le sujet de la majeure partie de mon projet et grâce à laquelle le terminal utilisateur a accès à la partie fixe du système. Cette interface
est ouverte, ce qui permet à de nombreux constructeurs de terminaux de proposer leurs produits sans nécessairement développer leurs propres stations de base.

· L'interface Iu : Elle relie l'UTRAN au réseau coeur. Similaire aux interfaces A du GSM pour le domaine circuit et Gb pour le domaine paquet, l'interface Iu est ouverte et permet aux opérateurs d'employer des équipements UTRAN et CN de différents constructeurs.

· L'interface Iur qui permet le soft handover entre des RNC de différents constructeurs.

· L'interface Iub qui relie les Node B aux RNC. L'UMTS est le premier système do téléphonie mobile à proposer une interface ouverte à ce niveau. Cela permettra de dynamiser le marché et d'offrir la possibilité à de nouveaux constructeurs de se spécialiser dans le développement et la commercialisation de Node B.

Tableau (III.2): Comparaison de la technologie du réseau d'accès radio

UMTS-GSM

UMTS	GSM		Commentaire	UE (User Equipment)
MS (Mobile Station)			Node B
BTS (Base Transceiver Station)	Un Node B est moins autonome qu'une BTS		RNC (Radio Network Controller)
BSC (Base Station Controller)	Un RNC est plus complexe qu'un BSC puisqu`il contrôle complètement les Node B		UMSC (UMTS MSC)
MSC( Mobile-service Switching Center)			RNS( Radio Network Subsystem)
BSS( Base Station Subsystem)			Interface Uu
Interface Um	Entre BTS et MS (NodeUE)		Interface Iub
Interface Abis	Entre BTS et BSC (Node B-RNC)		Interface Iu
Interface A	Entre BSC (RNC) et le réseau Coeur		Interface Iur
Inexistante	Entre deux RNC