Après l'HSDPA, la technologie HSUPA permet aux
utilisateurs de téléphonie mobile de troisième
génération de transmettre des contenus multimédias
volumineux
· Présentation
L'accès à internet à haute vitesse via
des mobiles est le défi des opérateurs pour ces prochaines
années. Les utilisateurs devenant de plus en plus mobiles, les
réseaux de téléphonie mobile doivent devenir aussi
performants que les accès à internet par le réseau fixe.
Si en l'an 2000, tout le monde pensait que la téléphonie mobile
de troisième génération (3G ou UMTS) allait ouvrir la voie
à la vidéoconférence, en 2007, après le flop de
cette application, les vrais besoins se sont révélés
être dans l'échange de données entre mobile et fixe. Et
vice-versa.
· Technologie
Le Consortium 3GPP, lancé en 1998, a anticipé
les attentes des utilisateurs et a publié les spécifications de
la technologie HSUPA dans la << Release 6 >> du standard
UMTS. Ces nouvelles définitions font suite aux spécifications
HSDPA (voir l'article du mois d'octobre 2006 d'IB com) dans la série
HSPA. Pour sa part, le réseau de quatrième
génération risque fort d'être basé sur la norme
à venir HSOPA [10].
Figure 4 : L'avenir des réseaux
mobiles
L'architecture de l'HSUPA est conçue sur plusieurs
principes dont l'<<Uplink Scheduling>>. Cet <<Uplink
Scheduler>> est situé dans le Node B (Interface air - fixe du
réseau UMTS) comme le <<Downlink Scheduler>> de la
technologie HSDPA. La tâche de ce <<Scheduler>> est de
contrôler les ressources montantes (de l'utilisateur au réseau) de
chaque mobile demandeur et, si nécessaire, de limiter ou de bloquer
certains trafics. Le mécanisme est basé sur la gestion de la
disponibilité absolue ou relative. La part absolue est utilisée
à l'initialisation du processus alors que la part relative est
utilisée pour augmenter ou diminuer la puissance utilisée.
[10]
http://www.ibcom.ch/ee01/news/comments/172/
Le second principe est le protocole HARQ, employé pour
effectuer une retransmission robuste lors d'erreurs de transmission. Ce
protocole est utilisé par le Node B qui, en cas d'erreurs dans la
réception des paquets de données, peut demander la retransmission
de ceux-ci. Pour chaque paquet reçu, le Node B enverra un accusé
de réception ACK dans le cas d'une réception sans erreur ou NACK
dans le cas contraire.
Pour répondre aux besoins de certaines applications
critiques, l'architecture HSUPA permet une réduction de l'intervalle du
temps de transmission à 2 millisecondes, correspondant à 3
«Timeslots» contre 10 millisecondes normalement dans un lien radio
standard composé de 5 «subframes». Toutefois, cette
réduction de temps n'est pas obligatoire dans cette technologie.
Différents nouveaux mécanismes
nécessaires
Le «Scheduling» et le protocole HARQ étant
situés dans le Node B, ils permettent de réagir rapidement sur la
liaison radio. De plus, cette liaison peut être reçue par plus
d'une cellule (Node B) pour augmenter la qualité de réception et,
le cas échéant, augmenter le nombre de liens radio, tous
gérés par un seul système de contrôle. En cas
d'usage de plusieurs cellules, le RNC combine les fonctionnalités via
son contrôleur CRNC.
Pour réaliser ces nouvelles performances, la
technologie HSUPA propose un nouveau canal physique et de transport
appelé E-DCH. Pour la couche physique, cela se traduit par deux nouveaux
composants dans le canal montant : E-DPDCH et E-DPCCH et de trois nouveaux
composants dans le canal descendant : E-AGCH, E-RGCH et E-HICH.
La structure de l'EDPDCH est un bloc de transport contenant
les données de l'utilisateur mappé avec un délai de 2 ms
ou de 10 ms selon la configuration choisie, dans une modulation BPSK. La
quantité de bits de données transportée dépend du
format du slot choisi (entre 0 et 7) et du type de codage. Le débit
maximum de 5,76 Mbps est atteint par une combinaison de codes et de slots.
La structure de l'E-DPCCH, associée à l'E-DPDCH
en liaison montante, est un canal physique d'information de contrôle pour
l'E-DPDCH composé de la retransmission du numéro de
séquence (RSN) utilisée dans le protocole HARQ, de l'indication
de la taille des blocs de transport (E-TFCI) et de l'«Happy bit»
correspondant au retour du Scheduling du mobile. L'E-DPCCH est transmis sur des
slots de code 1 d'un facteur de 256 (selon la tabelle standard définie
par cette norme) sur 10 bits, dans la modulation BPSK. Selon le délai
choisi, l'information sera codée différemment.
Des modifications pour la voie descendante
L'E-AGCH est un canal physique descendant utilisé pour
assigner une disponibilité absolue à un mobile ou un groupe de
mobiles. Il utilise un facteur de propagation fixe de 256 dans une modulation
également en BPSK. Une valeur de 5 bits indique la nature de la
disponibilité et si celle-ci est valable pour un processus HARQ ou pour
tous les processus HARQ. En outre, chaque mobile peut être
configuré avec un RNTI primaire et un RNTI-E secondaire, utilisés
pour traiter un utilisateur ou un groupe d'utilisateur.
L'E-RGCH et l'E-HICH sont également des canaux
physiques descendants. Bien qu'ils partagent la même structure, ils ont
des objectifs différents. L'E-RGCH est utilisé dans le cadre du
processus de programmation qui permet d'ajuster progressivement la puissance de
transmission d'un mobile. Trois valeurs sont définies pour
déterminer l'état de disponibilité d'un mobile, soit Up
(+1), Down (-1) ou Hold (0). Ces différenciations ont été
prévues pour augmenter la disponibilité du lien en prenant en
considération différents cas de figure comme le choix du
délai. L'E-HICH porte l'indicateur ACK ou NACK de la mention HARQ.
L'accusé de réception de l'indicateur desservant l'ensemble peut
prendre la valeur ACK (+1) ou NACK(0). La reconnaissance de l'indicateur est
transmise en 3 slots dans le cas du choix de 2 millisecondes ou en 12 slots
dans le
cas du choix de 10 millisecondes. L'E-RGCH et l'E-HICH
utilisent un facteur 128 dans une modulation QPSK ou 16QAM. Ils partagent le
même code de canalisation et sont séparés par le type de
signature [11].
Ces différents éléments,
brièvement expliqués, composent la technologie HSUPA. Dans une
prochaine version «3GPP release 7», le canal montant supportera un
débit de l'ordre de 11,5 Mbps. Avec de telles capacités, les
réseaux mobiles n'auront plus rien à envier aux réseaux
fixes.
