Gratuité de l’itinérance (Part 1): Bouygues dégaine en premier

Architecture du Roaming LTE

En début d’année, les opérateurs (Free, suivi de Bouygues puis Orange) avaient annoncé la gratuité du Roaming (itinérance) sur l’ensemble de l’Europe ou dans certains pays (Italie, Portugal pour Free), et/ou réservé à quelques abonnements. Ainsi, par exemple Bouygues avait annoncé le 22 janvier l’itinérance gratuite en Europe sur ses forfaits Sensation à partir du 24 février.

Nous allons montrer dans cet article comment la gratuité peut être effective sur le réseau 4G. Mais, comme l’objectif de toute entreprise, c’est de gagner de l’argent, nous aborderons donc dans cet article la partie facturation (billing) et le chargement d’information de tarification sur le type de service (charging).

Dans un premier temps, il faut revenir sur le concept de routage pour la LTE, le fonctionnement du LTE se diffère à ce niveau par rapport à la téléphonie 2G/3G. En effet, il existe deux méthodes de routage, le Home Routing et le Local breakout. A chaque méthode est associée des processus de tarification qui différent par conséquent par rapport à la 2G et 3G).

Nous allons donc naturellement commencer cet article par l’architecture de Roaming du LTE

I-1) Roaming LTE

Un réseau mobile déployé par un opérateur dans un pays se nomme PLMN (Public Land Mobile Network). Chaque utilisateur ayant souscrit à un opérateur utilise de préférence le réseau de cet opérateur, on parle de H-PLMN (Home PLMN). L’itinérance (roaming) permet à cet utilisateur de se déplacer en dehors du réseau de son opérateur et d’utiliser les ressources d’un autre opérateur (concurrent ou complémentaire). Cet opérateur est appelé V-PLMN (Visited PLMN).

Un utilisateur en itinérance est connecté à l’interface E-UTRAN, au MME et au S-GW du réseau LTE visité. Cependant le LTE/SAE permet de router les paquets vers un P-GW lequel appartient soit au réseau de l’opérateur visité (V-PLMN) soit à celui de son propre opérateur (H-PLMN), comme le montre la figure ci-dessous.

roaming

L’avantage du Home Routing est la capacité d’accéder aux services souscrits chez son opérateur (H-PLMN) même si le client (abonné) est sur un réseau visité. Le P-GW dans le réseau visité permet à l’abonné un accès local (Local Breakout) au réseau Internet via le réseau de l’opérateur visité.

L’interface entre le S-GW (Serving Gateway) et la passerelle P-GW permettant d’accéder au réseau de données (PDN : Packet Data Networks) est nommée S5 dans le cas du Local Breakout ou S8 pour le Home Routing.

I-2) LTE roaming Charging

La complexité des nouveaux modèles de taxations pour supporter l’itinérance en 4G sont plus nombreux que pour la 3G

  • Les cartes Pré-payées. Le standard CAMEL, qui permet l’accès par pré-payement aux services 3G n’est pas compatible avec la 4G. Ains, les accès au réseau PDN par des utilsateurs de cartes pré-payées doivent être obligatoirement routées vers le H-PLMN et ne peuvent donc pas être routés via le V-PLMN. Les opérateurs doivent donc mettre en place un flux de taxation spécialement dédié au clients de carte prépayé afin que ces derniers puissent accéder au PDN via leur P-GW
  • Les forfaits : La facturation s’appuie sur les mêmes tickets que le 3G.

Dans le cas de Local breakout, les opérateurs n’ont pas la même visibilité sur les activités des abonnés puisque la connexion de l’abonnée est gérée par le V-PLMN. Cependant, afin que l’opérateur Home puisse avoir des informations en temps réels (nécessaire entre autre pour les forfaits bloqués), il doit établir une interface DIAMETER entre son système de facturation et le P-GW du réseau visité.

Dans le cas d’un Local Breakout sur des services IMS, le réseau visité crée un CDR (Call Detail Records ) en provenance du S-GWS-Gateway(s). Cependant le CDR ne contient pas toutes les informations requises pour créer un TAP selon la version 3.12 pour le service utilisé (évènement ou session). En conséquence de quoi, les opérateurs doivent corréler les CDRs émis par leur proper réseau avec le CDR crée par l’IMS pour constituer un enregistrement TAP.

I-3) TAP 3.12

TAP : Transferred Account Procedure est le mécanisme permettant aux opérateurs d’échanger des informations de facturations des clients en roaming. TAP 3.12 correspond à la version 12 et la release 3, laquelle décrit la syntaxe des fichiers TAP transmis entre les opérateurs depuis le 1er mai 2013.

tap

Le TAP est transmis au HPLMN au plus tard 36 heures après la fin de la session.

Enquête UFC Que Choisir

Récemment,  UFC que choisir a mandaté une entreprise pour réaliser une campagne de mesure radio sur les débits atteints en 4G dans la capitale. L’étude vient de paraître, et je vous livre le résultat de l’enquête et mes impressions.

Enquête UFC : UFC porte plainte contre orange et SFR pour publicité mensongère

UFC que Choisir a récemment publié une enquête : Etude 4G, prouvant que le réseau 4G d’Orange et SFR ne couvre pas à 100% Paris IntraMuros.

Orange et SFR n’ont pas d’obligation légale à ce jour pour couvrir 100% de Paris en 4G, malheureusement ces 2 opérateurs communiquent sur une couverture totale comme le démontre les articles suivants

UFC que choisir porte plainte pour Publicité Mensongère car au vu des études 80% de Paris serait couvert par Orange et SFR, alors, qu’Orange, se félicitait le 9 septembre d’une couverture qui sera totale sur Paris fin septembre, mettant en avant une carte 4G.

Notez bien sur la courbe les zones sur Paris ou les villes devaient être couvertes à fin septembre.

Orange se différenciait alors de SFR, lequel 2 semaines plus tôt annonçait une couverture partielle :

  • Communiqué du 27 aout : « Fin août, SFR possède la couverture 4G parisienne la plus importante et couvrira l’intégralité de la capitale fin 2013 »

Cependant, SFR indique sur son site web une présence sur tous les arrondissements de Paris (http://assistance.sfr.fr/mobile_support/reseau/couverture-reseau/en-3233-62267).

Cependant cette animation Flash n’indique pas une couverture à 100%, SFR présente les villes couvertes en France ce qui peut provoquer une confusion.

Remise en cause des mesures effectuées par UFC

Le lendemain de la publication du rapport, ZDnet sorti un article mettant en cause les mesures réalisées. La remise en cause est légitime, d’une part nous n’avons que peu d’information sur le protocole de mesure sur lequel s’appuie les conclusions de l’UFC, et d’autre part la durée de l’expérimentation est relativement faible.

Cependant,  l’importance d’une telle étude nécessite une compétence technique, et d’ailleurs UFC a délégué ce travail à un prestataire professionnel. Je ne remettrais pas en cause pour ma part une défaillance technique, les mesures ont été réalisées de manière stricto-identique pour les 3 opérateurs et je ne suis personnellement pas plus surpris que cela par l’annonce de ces résultats.

Il existe plusieurs types de test, on peut tester le débit, la Qualité d’experience, le taux d’échec en termes de paquets, le handover et la continuité de la session ou des sessions, … Les tests doivent être répétés dans le temps car les performances du réseau dépendent du nombre de connexions simultanées. A une heure de fort trafic (BHCA), la disponibilité est moindre.

Quelques points à préciser dans ce rapport :

  • Le protocole de mesure.
    • Le prestataire a utilisé 3 SIII, est ce qu’un S3 est dédié par opérateur ?
    • Combien de fois le prestataire est il passé dans la même zone ?
    • Le parcours
      • Vitesse de déplacement

Des précisions au niveau du rapport Etude 4G pourraient être apportées sur les points suivants :

Nous lisons en page 6-7 la base du test :

« Un test d’accessibilité aux réseaux 4G correspond à une tentative de chargement de cette page qui est faite simultanément avec les trois appareils. Le test se clôt une fois que la page est chargée sur les trois appareils, ou si au bout d’une minute la page n’est pas chargée sur au moins l’un des appareils (Note4). Une fois le test clôt, un autre test se lance après un timer de 40 secondes. »

Ainsi, « L’inaccessibilité à un réseau 4G est caractérisée lorsqu’au cours d’un test le réseau 4G n’a pas pu être accroché, c’est-à-dire lorsque la page web n’a pas pu être chargée sur le réseau 4G. ».

La note 4 précise que « Cette dernière configuration n’a été constatée que dans 0,05 % des cas » ce qui semble confirmer que :

  • Les 3 téléphones sont utilisés pour tester un opérateur, 22 000 mesures ont donc été faites par opérateur.
  • 0,05% soit un test sur 2000 par conséquent 11 mesures sur les 22 000 effectuées par opérateurs, un téléphone sur 3 n’a pas réussi à charger sa page alors que les deux autres ont terminé.

Il y a une différence fondamentale entre l’échec et la réussite :

  • En cas de réussite, une deuxième mesure reprend au bout de 40 secondes.
  • En cas d’échec, il faut attendre 1m40 avant de faire une deuxième mesure.

En première lecture, ce constat serait à l’avantage de l’opérateur, la question sous-jacente est de combien de mètre s’est déplacé le véhicule entre ces deux mesures ?

Mes conclusions

Les opérateurs se livrent à une course Marketing de la 4G, accélérant le déploiement d’antenne, mais pas les tests qui vont avec.

Dans l’article ZDNet, on pouvait lire une remarque concernant le nombre d’antennes :

« sur ces résultats, en particulier pour la zone Sud-Ouest de Paris, qui dispose d’un nombre de sites 4G identique aux autres arrondissements. »

Le nombre d’antennes n’est pas un gage de couverture. Il faut se préoccuper :

  • De la puissance d’émission de chaque antenne
  • Du tiltage des antennes
  • De la position de chaque antenne permettant un taux de recouvrement suffisant.

L’opérateur se préoccupe en premier lieu de la capacité d’une antenne et non de sa couverture. La capacité permet de gérer un certain nombre d’utilisateurs simultanément. Or dans une zone très dense, il faut rajouter des antennes et réduire ensuite la puissance d’émission de chaque antenne pour réduire sa couverture.

Partant sur le principe que le prestataire UFC a réalisé des tests dans les mêmes conditions pour les 3 opérateurs, mettant néanmoins en cause la notion de répétabilités des tests, j’en conclue que SFR et Orange n’ont pas déployé le réseau sur Paris à 100% en 4G. Mais 100% de Paris semble être couverte en Très haut débit, c’est-à-dire que la H+ doit couvrir les zones ou la 4G est encore défaillante. N’oublions pas qu’en 2012, Orange et SFR ont investi dans la H+ avant l’arrivée de la 4G.

Je vais terminer cet article sur la polémique du débit. L’ARCEP, le 5 septembre 2013, a classifié comme Très Haut Débit, un débit de 30 Mbps.

Quant au 150 Mbits par seconde, seul orange est en mesure de le fournir actuellement sur les bandes qui lui sont allouées car Orange dispose de 30 MHz de bande, 20 MHz actuellement permettent d’atteindre un débit de 100 Mbits, un débit théorique rappelons le. Cependant, prochainement avec 20 MHz de bande, les opérateurs pourront fournir un débit de 150 Mbits, il faut une évolution au niveau des antennes et des téléphones compatibles…

Faut il avoir peur de la 4G?

Aujourd’hui, l’ANSES ( Agence nationale de sécurité sanitaire
de l’alimentation, de l’environnement et du travail)
 doit remettre un rapport sur la dangerosité des ondes électromagnétique.

En attendant les conclusions du rapport, nous avons échos de la part des médias at autres associations du principe de nocivité des ondes, mais je propose de re-placer le problème au coeur du contexte.

Il s’agit avant tout de la classification des ondes électromagnétique dans le groupe 2b de la liste du CIRC c’est à dire, par principe de précaution, « peut être cancérogène pour l’homme ». On retrouve dans cette catégorie la laine de verre, les gaz d’échappement des moteurs à essence, sachant que les gaz d’échappement des moteurs diesel sont quant à eux classés dans le groupe 1.

Donc la téléphonie cellulaire a été classée dans le groupe 2b, classification déjà effectuée par l’OMS, rien de nouveau.

Je ne m’étendrais pas sur la classification, j’entends bien la difficulté au quotidien et la souffrance pour les electro-sensibles et cet article a pour objectif de reprendre les résultats d’études du comité COPIC. A ce titre, je vous propose la lecture d’un excellent article écrit par mon collègue Nima Yeganefar en cliquant sur ce lien.

Ondes électromagnétiques (ondes non ionisant)

Les équipements électriques polluent l’environnement en émettant des ondes electromagnétiques dont les caractéristiques principales à prendre en compte sont la fréquence et la puissance. Sur le schéma ci-dessous, on représente le spectre en fréquence et les applications du quotidien.

fig1
Les puissances d’émissions doivent respecter des valeurs maximales, lesquelles sont exprimées en V/m Volt par mètre ce qui représente la tension entre deux points séparés de 1 m. On parle d’exposition par le champ électrique mais la couverture et la qualité de service sont mesuré par d’autres critères (taux de réussite, débit disponible, …) et cette qualité de service nécessite une puissance minimale. En effet, lorsqu’on diminue la puissance d’un émetteur, l’exposition, la qualité de service et la couverture diminuent ; des lors, le service peut ne plus être disponible pour certaines zones.
Le champ électrique est normalisé, les valeurs sont résumées sur la figure ci-dessous
fig2
Il s’agit des valeurs maximales autorisées.
Pour estimer l’exposition du champ électrique, le comité COPIC s’est intéressé aux points les plus exposés nommé PPE. Ces points sont caractérisés par une exposition plus élevée que la moyenne des zones.
Le tableau ci-dessous résume les mesures réalisées dans 16 lieux différents :
tableau
Attention, il s’agit d’un modèle, sur la ligne total, la lecture est la suivante : 90% des niveaux d’exposition MODELISES sont inférieur à 0,7 V/m et 99% inférieur à 2,7 V/m. Nous sommes dont bien en dessous des valeurs maximales autorisés par la loi.
Les mesures effectuées sur les lieux les plus exposés ont montré que dans 20ù des cas, les antennes relais ne sont pas la source principale d’exposition. En effet, les mesures ont montré que les sources les plus fortes proviennent des émetteurs de radio FM, de bases de téléphone sans fil DECT, … Or depuis de nombreuses années, nous savons que la base de téléphone sans fil DECT émet à des puissances plus fortes que le WiFi et la téléphonie cellulaire. Les babyphones utilisant pour certains la norme DECT est donc soumise aux mêmes limitations de puissances. Il existe différents type de babyphones, il ne s’agit pas non plus d’incriminer tous les babyphones…
Pour clore cet article visant à une autre lecture que la propagande actuelle, je vous propose cette dernière figure. Avant cela, j’insiste sur le fait que je suis favorable au principe de précaution et que je n’ai pas la connaissance sur l’effet des ondes au niveau de la santé. Comme vous, je lis des informations, je positionne le débat sur les faits actuels. Le défaut des ondes cellulaires, comme le WiFi est le fait que la fréquence est située aux alentours des ondes de votre micro-ondes. Vous pourrez ainsi voir des faux films montrant que 3 téléphones qui s’appellent peuvent faire cuire un oeuf…. Nous ne sommes pas du tout dans la même gamme de Puissance, le micro-onde fonctionne à une centaine de watt.
fig3

Extrait du module de Formation LTE 4G – part 2

cet article est la suite d’un premier descriptif issu d’un module de formation sur la 4G. Pour accéder au premier article, cliquez ici.

Dans cet article, nous allons nous intéresser au préfixe cyclique.

CP : Cyclic Prefix 

Comme indiqué précédemment, le découpage en sous bande simplifie l’égalisation du signal reçu, un autre point plus délicat à comprendre est l’utilisation de la redondance cyclique à l’émission pour réduire la complexité  des terminaux grâce à l’utilisation d’algorithmes à base de FFT. Une FFT est une transformée de Fourier rapide (Fast Fourier Transform) et qui nécessite d’avoir un nombre d’échantillon égale à une puissance de 2 (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, …). Nous retrouverons cette notion sur la couche physique du LTE, retenez ce point.

Le Prefixe Cyclique (CP) est une technique qui consiste à insérer une copie d’un bloc d’information à transmettre en amont de la trame. Plus clairement, il s’agit de récupérer une partie des informations à transmettre et d’insérer ces informations en début de trame.

En règle générale, il est nécessaire d’avoir une longueur du préfixe supérieur à la longueur du canal. Pour simplifier, prenez le phénomène d’écho, supposons l’écho vous revient au bout d’1 seconde, dans ce cas, il faudrait une longueur supérieure à 1 s afin de garantir qu’entre le 1er mot transmis et le deuxième, le premier mot avec écho soit arrivé au destinataire avant le 2ème mot.

Le CP joue le rôle de Buffer dans le cas d’une transmission dite à  multi-trajets (plusieurs échos), comme représenté sur la figure ci-dessous, afin d’éliminer l’interférence entre symboles (ISI)

Reprenons l’exemple avec 3 échos et avec rajout d’un préfixe. Le signal reçu est tronqué afin de supprimer les préfixes. L’écho apporte un retard entre le premier signal reçu et le 3ème. Je vais donc entendre 3 fois le mot échos avec des retards entre le premier, le deuxième et le 3ème écho.

Supposons que je souhaite transmettre les deux mots 1234567 puis 891234, je transmets d’abord 1234567 sans CP

Je transmets donc

1234567891

123456789

12345678

Je tronque [ ], je reçois donc un mélange des deux mots

xx [             ]

12[3456789]

  1[2345678]

xx [1234567]

Supposons que je souhaite transmettre les deux mots 1234567 puis 891234, je transmets d’abord 1234567 avec  CP 567

Je transmets donc

5671234567891

5671234567891

5671234567567891

Je tronque, je reçois donc un mélange des deux mots

567[1234567]891

   5[6712345]7891

     [5671234]67891

Je reçois maintenant 3 fois la même séquence, qui est le mot d’origine non pollué (interféré) avec le deuxième mot à transmettre. Comme de plus, chaque chiffre est transmis sur des porteuses multiples les unes des autres, je reçois trois fois la même séquence à une modulation fréquentielle près. Évidemment, l’inconvénient est l’émission d’une séquence redondante (plus de puissance à transmettre), et il faut respecter à ce que la longueur du CP soit plus importante que les multi-trajets

La chaîne complète est donc la suivante

Bouygues souhaite récupérer les abonnées des autres opérateurs

Il y a quelques mois, nous avions assisté à une plainte des Australiens contre Apple pour publicité mensongère : Les iphones dit 4G (iphone5) n’étaient pas compatible en Australie, se référer à l’article suivant : http://blogs.univ-poitiers.fr/f-launay/tag/apple/

Toutes personnes qui possèdent un iphone 5 ne peut donc pas se connecter sur le réseau 4G en France puisque les fréquences ne sont pas compatibles. Mais, à partir du 1er octobre, Bouygues ouvre son réseau sur la bande de 1800 MHz (Refarming).

D’ailleurs, le PDG de Bouygues Telecom, Olivier Roussat, fait un appel du pied à tous les possesseurs d’Iphone5 via  Twitter en publiant le messagesuivant  « Bienvenue à tous les detenteurs d’Iphone5. ».Je vais twitter à M Roussat mes cours sur la 4G et lui proposer mon catalogue de formation 🙂

Orange et SFR vont ils lancer rapidement leur réseau sur la bande de 1800 MHz? Ils devront le faire quoiqu’il en soit, car pour préparer le LTE-A, il est nécessaire d’avoir plus de bande de fréquence que celles autorisées sur le 2600 MHz et 800 MHz.

Quant à Free, la course à la 4G n’est que le début car le LTE-A qui promet en débit de 1Gbps nécessite 100 MHz de bande, soit 5 fois plus de bande que celle actuellement acquise par l’opérateur.

 

 

 

Suivez le bus SFR

Après avoir fait tourné le bus sur Lyon, Strasbourg, Toulouse, … SFR annonce le swap de ses baies 3G en 4G dans la capitale.

Ainsi, SFR met en avant sur son site le fait d’avoir  «la couverture 4G la plus importante sur Paris» et annonce une couverture intégrale de la capitale dès fin 2013. Cela répond aussi à la communication de Bouygues, qui annonçait hier ses tarifs pour la 4G, on peut s’attendre à une réaction d’Orange ses prochains jours.

Voici donc la cartographie promis par SFR pour la fin de l’année.

Actuellement, plusieurs terminaux sont proposés à la vente, puisqu’on dénombre 17 équipements 4G (smartphones, tablette, clé et routeur) dont 14 smartphones. Il est à noter que cette offre est la même pour Orange et semble un peu plus étendue pour Bouygues.

Le bus de SFR va donc sillonner la capitale jusqu’au 23 septembre, suivez le bus.

RSRP et RSRQ 2ème : Définition

Pour faire suite aux mesures présentés dans l’article précédent, nous allons maintenant détailler les notions.

J’invite le lecteur à revenir éventuellement sur un précédent article présentant une partie de la couche physique : http://blogs.univ-poitiers.fr/f-launay/2011/09/25/15mhz20mhzdebandes-quellessontlesconsequences/

I) Reference signal Receive Power (RSRP):

RSRP est la mesure la plus basique réalisée par la couche physique du l’UE, permettant d’obtenir une valeur moyenne de la puissance reçue du signal de référence (RS) émise par la station de base par RE (Resource Element). La mesure s’exprime en Watt ou en dBm. La valeur est comprise entre -140 dBm à -44 dBm par pas de 1dB.

Puisque le signal de référence RS n’est émis qu’à un instant donné sur une seule bande de fréquence, la mesure n’est réalisée que dans cette bande de fréquence (correspondant à un RE : Ressource Element). Sur la figure ci-dessous, on présente la position des signaux de référence dans un RB (transmis sur les symboles 1 et 5 sur cette figure ou sur les symboles 0 et 4 selon la numérotation du premier symbole)

De par la sélectivité en fréquence du canal de propagation, la valeur du RSRP n’est pas identique d’un RE à l’autre, cependant afin d’optimiser la bande de fréquence pour les communications, il n’est pas prévu de réaliser des mesures de RS sur toutes les ressources symboles mêmes si des mesures précises doivent être réalisées pour estimer au mieux la qualité du lien radio. On note ici la différence principale entre le RSRP et le RSSI (Reference Signal Strength Indicator) lequel est une mesure de puissance sur toute la bande de fréquence, et pas seulement sur un RE comme c’est le cas pour le RSRP.

A partir des mesures effectuées par l’UE, il est possible de récupérer le RSRP de la cellule principale et des cellules voisines, mesures effectuées sur la même fréquence ou deux fréquences différentes (même RE sur une ou plusieurs antennes dans la cadre du MIMO).

On distingue deux types d’exigences sur la précision de la mesure, la précision absolue du RSRP et la précision relative RSRP.

  • La précision absolue du RSRP consiste à comparer le RSRP mesurée dans une cellule par rapport au RSRP mesuré par la cellule principale (serving cell).
  • La précision relative du RSRP consiste à comparer le RSRP mesurée dans une cellule par rapport au RSRP mesuré dans une autre cellule autrement dit entre deux cellules qui ne sont pas définie comme la cellule de référence (serving cell). Il est ensuite possible de différencier la précision relative et absolue intra-fréquentielle et inter-fréquentielle. Intra-fréquentielle signifie que les mesures sont réalisées sur la même fréquence, et inter-fréquentielle pour traduire l’idée que la mesure entre les 2 RSRP est effectuée sur 2 bandes de fréquences différentes.

La connaissance du RSRP absolu permet à l’UE de connaitre la fiabilité de la cellule à partir de laquelle on estime l’atténuation apporté par le canal, ce qui conditionne la puissance optimale de fonctionnement du mobile pour interagir avec la station de base.

Le RSRP est utilisé à la fois en mode de veille qu’en cours de communication. Le RSRP relatif est utilisé comme un paramètre de choix dans le cas de scénarios multi-cellules.

Le RSRP est donc utilisé soit à des fins de Handovers dans le cas d’une communication, soit à la définition de la cellule de référence. Cependant, dans le cas du Handover, il est préférable de s’appuyer sur le RSRQ qui est un indicateur de qualité de la communication.

Le RSRP est un indicateur de l’atténuation subit dans le canal, bien que différent de la puissance totale reçue (puissance du signal transmis et du bruit), cet indicateur peut être comparé à l’indicateur CPICH RSCP (Received Signal Code Power)  effectuée dans le cadre du WCDMA (3G) pour sélectionner le choix de transmission (3G ou 4G). Le RSCP est la mesure de puissance d’un canal pilote WCDMA (CPICH : Common Pilot Indicator Channel) sur une bande de 5 MHZ. Cela prend en compte le signal reçu dans sa globalité, c’est-à-dire avec le bruit et les interférences.  La comparaison entre le RSRP et le RSCP permet de choisir la techno en cas de changement de RAT ainsi que pour le Handover.

Différence entre le RSRP et le RSCP?

Afin de bien différencier les sigles, je vous propose de re-définir chacun d’entre eux :

RSCP : Received Signal Code Power (UMTS) représente le niveau de la puissance reçue de la fréquence pilote d’une station de base (Nœud B ou nB). Dans le cadre de la 3G, le multiplexage est réalisé par code, plusieurs nB peuvent transmettre sur la même fréquence, avec des codes spécifiques. Le RSCP permet de calculer le niveau de puissance d’une station de base, c’est-à-dire après démultiplexage du code.

RSRP : Reference Signal Receive Power (LTE) représente la puissance reçue sur un RB en provenance d’une cellule (les séquences de CRS sont différentes d’une cellule à l’autre grâce aux propriétés d’intercorrélation et d’autocorrélation des séquences de Zadoff-Chu),

Pour simplifier, le RSRP est la mesure équivalente au RSCP pour la 3G, c’est deux notions sont donc identiques dans la fonction, mais s’applique à deux technos différentes.

RSSI : Puissance du signal sur la bande de 5 MHz, il s’agit donc de la puissance mesurée en provenance de toutes les stations de base.

II) Reference Signal Receive Quality (RSRQ):

Bien que le RSRP soit une mesure importante, il ne donne aucune information sur la quatité de la transmission. Le LTE s’appuie alors sur l’indicateur RSRQ, défini comme le rapport entre le RSRP et le RSSI (Received Signal Strength Indicator). Le RSSI représente la puissance totale du signal reçu, cela englobe le signal transmis, le bruit et les interférences.

RSRQ=10*log(N*RSRP/RSSI)

N étant le nombre de ressource block.

Mesurer le RSRQ est intéressant particulièrement aux limites des cellules, positions pour lequelles des décisions doivent être prises pour accomplir des Handovers et changer de cellule de références. Le RSRQ mesuré varie entre -19,5dB à -3dB par pas de 0.5dB.

Le RSRQ n’est utile uniquement lors des communications, c’est-à-dire lors de l’état connecté. La précision absolue (Intra- et inter-frequentiel) varie de ±2.5 à  ±4 dB.

Le RSRQ pour la 4G peut être comparé à l’indicateur CPICH Ec/No réalisé en 3G

EcNo (3G) : Ec est l’énergie reçue par chip (terme réservé à la 3G) du canal pilote divisé par le bruit total. Cela revient à estimer une image du rapport Signal Sur Bruit, lequel conditionne (Cf. Shannon) la capacité du canal, autrement dit le débit maximum de transmission sans erreur. EcNo est donc égal au RSCP (3G) divisé par le RSSI (bruit total). La meilleure valeur de EcNo correspond à la marge de puissance entre le signal reçue et le bruit sur le signal pilote (et uniquement sur le signal pilote). C’est pour cette raison que la valeur est indicative du rapport signal à bruit pour la transmission de données mais n’est pas la valeur du rapport Signal à Bruit (SNR) de la transmission des informations.

L’indicateur RSRQ fournit des informations supplémentaires quand le RSRP n’est pas suffisant pour faire le choix d’un handover ou d’une re-sélection de cellules.

Cet article fait référence à une cartographie du 1er avril, disponible via ce lien.

Les opérateurs de téléphonie mobile intensifient toujours l’installation de la 4G à l’instar d’Orange qui annonce actuellement une couverture dans plus de 40 agglomérations, soit 110 villes.

La liste des villes couvertes s’allongent donc à bon rythme avec une prévision d’accès 4G de  30% de la population pour SFR, 35 à 40% de la population pour Bouygues et Orange (via le réseau à 1800 MHz pour Bouygues) d’ici la fin de l’année.

A l’exception d’effets d’annonces, le réseau de Free est toujours en suspens. Des sources sur le net, suite au rejet du recours de Free contre Bouygues (refarming, c’est à dire le droit accordé à Bouygues d’utiliser les fréquences à 1800 MHz)  indiquerait une mise à disposition de la 4G en 2015. Il y a quelques mois, Xavier Niels annoncait une surprise pour la 4G. Que croire?

D’autant plus, il y a quelques jours, nouvelles déconvenues pour Free ou les informations filtrées annoncaient que la box Femto de Free ne serait pas compatible 4G. Se référer à l’article en question sur le blog.

Ces informations sont donc en contradiction avec un de mes précédents articles ou j’annoncais la déclaration de mise en fonctionnement d’Antennes 4G par Free sur une 30 aines de villes dans un délai maximum de 18 mois.

Et pourtant au regard de cette carte, on peut analyser le réseau 4G attendu d’ici 2014, avec le code couleur suivant

  • Orange : Orange
  • Red : SFR
  • Bleu : Bouygues
  • Noir : Free

cartographie_future_1erjuillet.JPG

La question est de savoir s’il est possible de se fier à cette carte?

Prenons le cas d’Orange, les villes annoncées comme couvertes ou prochainement couvertes sont les suivantes :

A la liste affichée sur l’article du 19 avril, il faut rajouter les villes suivants :

  • Arcachon, Arras, Avignon, Bayonne, Cannes, La-Roche-sur-Yon, Laval, Le Mans, Lens, Forbach, Haguenau, Montpellier, Nîmes, Pau, Perpignan, Poitiers, Saint-Étienne, Toulon et Toulouse.
  • A la fin de l’été, on devrait s’attendre à de nouvelles villes 4G : Alès, Divès-sur-Mer (Deauville / Trouville), Rouen et une grande nouveauté, Strasbourg bénéficierait de la première aggrégation de porteuses pour un débit de 150 Mbit/s.

Sur la carte, Ales n’y figure pas.

Un réseau communautaire a été mis en place sur le site de sensorly. N’hésitez pas à vous connecter et complétez la base de données afin d’indiquer l’état de la connexion chez vous.

Quant à la question, la 4G pour Free est elle pour la fin de l’année? J’y crois encore, mais je n’ai toujours aucune preuve…

S4-LTE Advanced en préparation

LTE-Advanced

Dans un précédent article, je présentais les différentes évolutions attendues ces prochaines années pour accroitre le débit. Le LTE-Advanced, en exploitant une bande de 100 MHz (agrégation de canaux) permettra d’atteindre un débit de 1 Gbps, s’approchant ainsi des performances de la Fibre Optique.

On apprend depuis peu que Samsung s’est lancé dans la fabrication du premier terminal S4-LTE-A. On peut supposer la sortie de l’appareil pour février 2014 à Barcelone (les plus optimistes espèrent la sortie en fin 2013).

Les principales évolutions concernent encore le débit, mais l’évolution de la norme propose aussi des fonctionnements optimum dans un environnement multi-radios (WiFI, SuperWiFi, 2G, 3G), et des améliorations sur la couverture par l’ajout de relais;

Au niveau du réseau de l’opérateur, les évolutions concernentle Gigabit Ethernet synchrone dans le backhaul de l’opérateur.Je rappelle que l’architecture dorsale du réseau IP s’appuye sur un réseau SDH, né de la commutation de circuit. SDH étant un système de transport Synchrone (Synchronous Digital Hierarchy), mais la comutation de circuit n’est pas optimal pour la DATA, raison pour laquelle le réseau éthernet replacer le transport SDH.

Revenons sur le smartphone 4G LTE-A, l’annonce montre que Samsung est à la pointe en terme de smartphone, mais le marché est il prêt?

En France, on peut espérer le LTE-A en 2015, mais au Japon (NTT DoCoMo) , les premières antennes devraient être installées en 2014.

Etonnament, en décembre 2012 et Mai 2013, c’est aussi NTT DoCoMo et Samsung qui ont fait le buzz en annoncant la 5G sur la fréquence de 11 GHz ou 28 GHz.

Je n’ai pas relayé l’information, car la première difficulté à résoudre est la portée des ondes à cette fréquence, et que le choix de la fréquence ne fait pas une norme;

Par contre, pour ceux qui aimeraient savoir quelles évolutions peuvent être annoncees pour la norme 5G, je vous propose de vous intéresser à la modulation multi-porteuses FBMC, au réseau Ad’Hoc (le mobile permettant de relayer le signal et dans ce cas l’idée d’un fonctionnement à 11 GHz ou 28 Ghz est plus réaliste), au codage conjoint (et s’intéresser aussi à la norme HEVC pour la vidéo permettant de réduire le débit de la transmission vidéo en conservant une bonne qualité QoE), à la radio-cognitive, et au relais.

Ce sont des pistes, à suivre …

Logiciel de Simulation LTE-SIM

Panorama des logiciels

Dans le cadre de mes travaux de recherche, je souhaite m’appuyer sur des simulateurs permettant de prendre en compte à la fois la couche physique, mais aussi les couches supérieures (notamment la cross-layer MAC-RLC) et la couche applicative (QoS en fonction des services).

Il existe différents logiciels, certains payants (4G-Lab), d’autres non commerciaux (GPL). Un travail réalisé par des étudiants en Master 2 -M2 – IMMT parcours TMR à l’Université de Poitiers (SFA) ont travaillé sur le logiciel LTE-SIM (Politecnico) pour définir :

Au final, mes thématiques de recherche concernant la couche ordonnancement et gestion de puissance nécessite une modification de codes sources du programme. De plus, des limitations en terme d’interconnexion avec d’autres programmes sous Matlab me contraind d’abandonner ce logiciel.

Mais, nous souhaitions diffuser le travail réalisé, et je remercie les étudiants qui ont mené cette étude. Il est à noter que le logiciel est dorénavant en version 5 mais l’étude reste d’actualité.

Une formation est proposée pour comprendre le fonctionnement de ce logiciel vis-à-vis de la norme. Si vous êtes intéressés, contactez moi.