Cours IUT – Chap 1 (Part 5)

L’architecture du réseau de mobiles 4G

Suite de l’article précédent

1.5. La transition vers la 5G

1.5.1 La Double Connectivité sur le NG-RAN

L’évolution vers la 5G propose dans un premier temps un scénario de déploiement entre les stations de bases 5G  (nommé gNB)  avec une station de base 4G eNb (DC option 3C) puis entre les stations de bases 5G avec le cœur réseau EPC (DC option 1A). La solution de DC constitue ainsi la première phase nommée NSA (Non Standalone).

Nous allons donc nous intéresser au DC en considérant l’un des trois scénarios suivants (Figure 1.25) :

  • eNB est le maître, le gNb est l’esclave
  • gNB est le maître, le eNB est l’esclave
  • ng-eNB auparavant nommé eLTE eNB  est le maître, le gNb est l’esclave

La station de base ng-eNB est une evolution de la station de base eNB leur permettant d’être interconnectée avec le coeur réseau 5G (appelé 5GC).

Figure 1.25 : La description des scénarios DC pour le réseau 5G

Dans le cadre de la 4G, nous avions défini deux types de séparations de flux :

  • au niveau des bearers (QoS, ARP) : Split Bearer
  • au niveau des paquets PDCP : MCG/SCG bearer

En appliquant les principes sur le réseau 5G, nous obtenons :

1 – pour le trafic (U-Plane) ne pas utiliser le gras une séparation (se référer à la figure 1.20)

  • au niveau des paquets PDCP : SCG bearer
  • au niveau du SGW

Les paquets sont séparés au niveau de la couche PDCP de la station de base 5G secondaire SgNB (si la station de base eNB est le maître MeNB) ou la station de base 4G secondaire SeNB (si la staion de base 5G gNB est le maître MgNb).

Figure 1.26 : L’architecture protocolaire de la double connectivité en 5G

2 – pour le contrôle (C-Plane), deux options :

  • Option C1 : Seul la station de base 4G maître MeNB génére les messages RRC transmis au mobile UE
  • Option C2 : Les deux stations de bases émettent des messages RRC vers l’UE. Cette configuration est nouvelle par rapport à la technologie DC 4G.

Figure 1.27 : La couche RRC pour l’architecture DC en 5G

1.5.2 Le réseau hétérogène 5G

Une solution pour densifier le réseau est de s’appuyer sur le réseau WiFi pour les zones comme les aéroports et les surfaces commerciales. L’UDN (Ultra Dense Network) s’appuie sur une couverture LTE Indoor, le LTE sur la bande non licenciée et le WiFi.

Dans les releases R.13 et R.14, le WiFi est vu comme un point d’accès supplémentaire et la 3GPP propose trois solutions alternatives que nous étudierons dans le chapitre 3 :

  • Interfonctionnement du LTE et du WiFi afin de transférer le trafic LTE sur le WiFi
  • LWA : LTE WiFI Aggregation pour lequel on agrège des canaux WiFi avec des canaux LTE
  • LAA : Licenced Assisted Access permettant d’utiliser la technologie d’accès LTE sur les bandes non licenciées

En 5G, les terminaux pourront exploiter à la fois les stations de bases 4G (eNB), les stations de base 5G (gNb) et les points d’accès WiFi grâce à un découpage des flux sur le réseau de transport fronthaul : L’unité BBU et le module RRU sont décomposés en trois entités nommées CU (Control Unit), DU (Digital Unit) et RRU/AAU (Active Antenna Unit).

L’entité CU gère les ressources radios et l’établissement, le maintien et la libération des DC.

L’entité DU gère la couche physique et la gestion des erreurs (HARQ/FEC).

Le RRU/AAU gère les couches physiques RF/BB pour le massive MIMO.

1.5.3 La réduction de la latence : le Fog Computing

Afin de réduire la latence, une nouvelle entité MEC (Mobile Edge Computing) joue le rôle de Datacenter au plus proche des antennes afin de répondre à des applications de type :

  • Vidéos
  • IoT : Internet of Thing
  • Réalité Augmentée
  • Cache de données
  • Intelligence Artificielle

Le MEC est installé au plus proche des antennes, ce qui permet à un grand nombre d’utilisateurs d’accéder en temps réels à des services avec une faible latence. A titre d’exemple, dans le cadre de manifestation sportive (stade de foot), les vidéos professionnelles peuvent être diffusées en locale via un serveur vidéo de broadcast hébergé par le MEC afin que les spectateurs puissent visualiser en temps réel les différents champs de caméra. Pour l’IoT, un serveur d’hébergement peut réaliser les actions à effectuer au niveau du MEC afin d’éviter un transfert de toutes les données vers le serveur d’application hébergé dans le Cloud.

Figure 1.28 : L’évolution du réseau d’accès 5G – MEC/CU/DU/AAU

 

Pour ceux qui veulent en savoir plus, des formations 5G à distance ou en présentielles peuvent s’organiser.

Contactez moi : frederic.launay@univ-poitiers.fr

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