Archives du mot-clef LTE

Logiciel de Simulation LTE-SIM

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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.

La téléphonie sur IP via le LTE

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VoLTE : Voice Over LTE

L’une des caractéristiques de la 4G est d’être un réseau mobile tout IP (IP de bout en bout) et paradoxalement, la 4G ne permet pas, à ce jour, d’acheminer des appels téléphoniques.

Bien sur, des appels téléphoniques sont possibles sur un mobile supportant la 4G, mais l’appel est effectué sur le réseau 2G ou 3G, ou plus précisément sur le coeur de réseau en commutation de circuit.

Un article précédent (datant du 3 octobre 2012) présentait le VoLTE, nous allons compléter le dossier aujourd’hui pour savoir si l’opérateur va mettre en place la VoIP mobile et si oui, à partir de quand?

Pour que la voix puisse passer sur le réseau LTE, ce dernier doit être géré par un protocole de Voix Sur IP, protocole déployé massivement sur la téléphonie résidentielle (particulier avec le modemBox comme FreeBox, LiveBox, SFRBox, …). Ce protocole s’appuye sur le SIP et garantit une priorisation des appels par rapports aux autres flux IP.

Au niveau de l’opérateur, la gestion des communications en VoIP est réalisé par un cœur réseau nommé IMS (Ip Multimedia System). Dans un précédent article, j’ai présenté les raisons de l’IMS.

Cependant,  le déploiement d’un réseau IMS est complexe et onéreux pour un opérateur. Afin d’avoir un ROI (retour sur Investissement) rapide, il est nécessaire d’avoir le mobile compatible, notamment pour gérer l’allocation de ressource à temps constant dans les deux sens (ordonnancement semi-persistant qui garanti un accès réseau/mobile avec une certaine qualité de service). Hormis le LG Connect, il n’y a pas de mobile à l’heure actuelle compatible. Par contre, il semblerait que l’IPAD 5 sera compatible lors de sa sortie. L’accès radio et l’EPC doit aussi supporter le VoLTE, lequel peut être upgradé logiciellement.

L’opérateur doit il investir dans le VoLTE ?

A priori, la solution actuelle CSFB suffit pour maintenir les appels téléphoniques en commutation voix. Les avantages de cette solutions sont nombreuses :

  • Cela garantit la même qualité d’expérience pour l’utilisateur puisque le service est rendu par les mêmes équipements que le GSM, et garantit un hand-over rapide sans coupure lors du passage de l’appel d’une cellule à une autre.
  • Ce Hand-over est actuellement supporté sur le réseau 2G et 3G pour les appels voix. Si la voix passe par la 4G, l’opérateur devra donc supporter le hand-over 4G vers un réseau 2G ou 3G sans perte de communication (l’acronyme SRVCC, Single Radio Voice Call Continuity, est utilisé). Or il s’avère que la latence pour ce handover est encore assez longue.

Il semblerait donc que la solution VoLTE ne soit pas économiquement viable, seule, d’autant plus que les terminaux compatible VoLTE ne sont pas encore nombreux.

Pourtant, certains opérateurs ont franchi le pas et propose le VoLTE. Pourquoi?

Si le VoLTE n’est pas une solution rentable pour les services de voix, cette solution est nécessaire pour proposer des services de voix enrichi. Ainsi, le RCS (cf article précédent) va apporter pour l’opérateur des services de plus-value qui permettront de « nouvelles expériences » pour l’utilisateur et des nouvelles sources de revenus pour l’opérateur (ARPU).

Le VoLTE est donc en cours de déploiement chez les opérateurs, et Orange devrait proposér en Juin de nouveaux services (Joyn). Dans la course à la 4G, on peut imaginer un tel service chez SFR.

Du LTE vers le LTE-B

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Du LTE au LTE-B

Les offres commerciales sur la 4G vous permettent de bénéficier d’un débit crête de 100 Mbps, mais à terme c’est 1Gbps puis 3Gbps qui est visé.

Les opérateurs mettent en place les équipements actifs pour la 4G, à savoir :

  • Des antennes avec un contrôleur imbriqué, il s’agit des eNb. Celles-ci sont raccordées au réseau de l’opérateur via la fibre optique, ce qui permettra de faire passer au moins du 100 Mbps et dans quelques années pouvoir faire passer plusieurs Gbps de données. (jusqu’à 40 Gbps).  La liaison est réalisée en Gigabit Ethernet, il faut se rappeler que la 4G est un réseau tout IP (de bout en bout).
  • Le coeur réseau est composé de deux parties séparées :
    • Signalisation
      • Gère la mobilité des abonnées, le rattachement des abonnés sur le réseau. Il s’agit du MME
      • Une base de données permettant entre autre d’authentifier l’abonné, de consulter l’abonnement des abonnés, de chiffrer les communications. Il s’agit du HSS
      • Une politique de tarification, qui permet de gérer l’accès au réseau de données (PDN) en fonction du forfait de l’abonnée. Il s’agit du PCRF.
    • Transport :
      • Un équivalent de la borne d’accès WiFI pour les mobiles. Il s’agit d’un point d’ancrage nommé S-GW, lequel est le point de contact d’un mobile (UE) sur le réseau de l’opérateur et à travers lequel tous les paquets de données seront transmis.
      • Une passerelle nommée P-GW pour passer sur un réseau de données (PDN) non mobile ou d’un réseau mobile d’un autre opérateur. Pour le PDN, il oeut s’agir d’un réseau WAP, MMS, IP, IMS.

Cette infrastructure concerant le coeur réseau se veut pérenne pour les 10 années à venir. Il faudra éventuellement re-dimensionner certains S-GW pour s’adapter à l’augmentation de trafic, mais la création de pool et de lien MME-SGW permet àl’opérateur de pouvoir s’adapter au nombre de sessions simultanées et équilibrer la charge totale de tous les utilisateurs à un instant donnée. Le MME devra aussi être mise à jour logiciellement, mais pas de nouvel équipement à acheter pour le coeur réseau.

 

Les évolutions ne porteront donc que sur les eNb. Ceux-ci devront s’adapter aux améliorations propsosées par les normes (Release 10 à Release 12) pour permettre une augmentation du débit. L’antenne communique avec  votre mobile, chaque nouvelle norme imposera une amélioration de votre mobile. Les abonnées devront donc choisir le dernier portable pour atteindre les performances désirées.

 

Les performances et comment y parvenir

Le débit est proportionnel à la bande de signal utilisé pour une communication. Plus la bande est importante, plus le débit sera élevé. Aujourd’hui le LTE (4G) exploite une bande de 20 MHz. Via des techniques de modulation (64 QAM), le débit pourra atteindre 100 Mbps.

En 3G, SFR communique sur le DC-HSPA (Dual Cell), permettant d’améliorer le débit par 2 en utilisant 2 porteuses. Pour le LTE-Advanced (nommé LTE-A), se principe sera repris jusqu’à 5 porteuses (Agrégation de porteuses). La bande sera donc de 100 MHz. Pour atteindre un débit de 1 Gbps, la communication se fera sur plusieurs antennes en même temps. Il s’agit du MIMO. La norme prévoit jusqu’à 8 mini-antennes en émission et réception.

Un prochain article décrira plus en détail la partie radio, et illustrera cela par des figures.

De nouvelles améliorations sont proposées pour le LTE-B, mais nous y reviendrons aussi dans un prochain article.

 

 

 

Sud Radio – A l’antenne le 4 avril

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Je remercie Cyril Briolet, animateur de Sud Radio, de m’avoir demandé d’intervenir quelques minutes dans son émission pour parler de la 4G (http://www.sudradio.fr/190/sud-radio-c-est-vous/) dans l’émission du 4 avril.

Merci aussi et surtout à tous ceux qui suivent mon blog.

Aujourd’hui, j’étais sur Paris en qualité de formateur 4G auprès de l’entreprise IT-LOGIQ. Je réalise des formations auprès de salariés (DIF, …), sur les réseaux cellulaires, l’IMS et la VoIP.

A bientôt

Formation 4G – LTE

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Je vous propose des formations sur la 4G.  Un premier module Nommé CallFlow permet de comprendre l’évolution de la téléphonie mobile de la 2G à la 4G en s’appuyant sur des call flows c’est à dire des illustrations d’appels entre les équipements.

Ayant déclaré mon activité, cette formation CallFlow est éligible au DIF et ce cours peut être financé par l’OPCA de votre entreprise. Contactez moi pour tout renseignement ou pour mettre en place le fincancement du projet.

Programme de Formation – CallFlow

Formation : Evolution des réseaux mobiles – De la 2G à la 4G

Cette formation sur 2 jours est une sensibilisation de l’évolution des réseaux de téléphonie mobiles basée sur les call flows.

Cette formation s’adresse aux ingénieurs réseaux, et assureurs TELCO qui souhaitent connaitre les
équipements impliqués lors d’un appel téléphonique ou d’une session DATA.

 

Participants 

Cadres, Manager, statisticiens qui souhaiteraient avoir un panorama des réseaux mobiles et une vision à long terme des applications qui exploiteront les réseaux mobiles afin de facturer les services utilisés.

Pré-Requis 

Aucun pré-requis, ce cours est destiné à expliquer les équipements liés à la tarification de
l’utilisation du réseau. Nous reviendrons sur les réseaux Pré-payés et Post-payés avant d’aborder la tarification en ligne (OCS) et Hors Ligne (OFCS)


Programme

Le contenu de la formation s’articule autour des 4 axes suivants

  1. Business  mobiles. La tendance
  2. Les réseaux 2G
    1. Equipement du GSM au GPRS (via Camel)
    1. La téléphonie et la facturation
      1.  Les Call Flow lors d’un appel intra-inter opérateurs
      2. Les Call Flow lors d’un appel en roaming
    1. La DATA et la facturation
      1. Création de PDP Context
      2. Les Call Flows lors d’un accès à Internet
  3. Evolution des réseaux 3G
    1. La QoS
    2. Evolution du réseau 3G
      1. Evolution de l’interface radio (3G, 3G+, H+)
      2. Evolution de l’interface réseau (NGN, IMS)
      3. Les équipements associés à la facturation et leurs évolutions
    3.  Evolution de l’interface réseau (NGN, IMS)
  4. Le réseau 4G
    1. Tarification et QoS
    2. PC

 

Huawei teste le LTE SON dans une galerie commerciale de HonG Kong

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Avec l’évolution des différentes normes téléphonie mobiles, chaque téléphone doit être multi-standard et multi-fréquences. Ainsi, les derniers smartphones peuvent exploiter le réseau 4G en présence de ce dernier ou à défaut de couverture, les smartphones se replient sur la 3G ou la 2G.

Au niveau du réseau, l’opérateur cherche à optimiser la couverture c’est à dire permettre à l’utilisateur de capter le réseau sur la plus grande zone possible.  Cependant, en cas de forte influence, c’est la capacité du réseau qui va limiter le trafic, c’est à dire le nombre maximum de connexions simultanées et le débit de chaque sessions. Plus les sessions utilisateurs seront haut débits et moins grand sera le nombre de connexions simultanées.

Pour gérer au mieux le trafic, il peut être préférable d’utiliser le réseau 2G pour les appels téléphoniques en bord de cellule, et le réseau 3G ou 4G à 2,6 GHz pour les connexions haut débits proche de l’antenne et la 4G à 800 MHz pour la Data plus éloignées. De plus, afin de limiter les interférences entre cellules, le choix des fréquences utilisées par chaque cellule doit être contrôlées par l’eNb (ICIC).

Cette gestion automatique de l’accès radio et de manière équivalente une gestion automatique au niveau du cœur réseau permet d’améliorer les performances des équipements mobiles, il s’agit du SON Self Optimized Network.

Pour résumer, le LTE SON est une technique d’auto-adaptation des eNB qui permet d’accroitre le débit de 30% au bord des cellules et améliorer l’expérience des utilisateurs via une réduction des interférences ICIC. Ce sujet a déjà été traité dans l’article suivant « De l’ICIC à la radio cognitive ».

Le SINGLESON est une solution proposée par Huawei permettant de gérer plusieurs technologies différentes de transmission sans fils (la solution permet de choisir parmi différentes normes 2G, 3G et 4G, laquelle est la plus disponible vis à vis de la QoS demandée)

Brouillage LTE – TNT (3ème article)

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En septembre 2011, une première expérimentation avait été mise en place aux environs de LAVAL pour tester le brouillage de la TNT par le LTE.

Dans un précédent article, je vous expliquais les origines e ce brouillage et les canaux concernés : Après l’attribution des fréquences par l’ARCEP, l’opérateur ayant misé la plus petite somme a hérité du lot conflictuelle, il s’agit donc de Bouygues.

Une nouvelle campagne de mesure va se dérouler à Saint Etienne, mais que peut on attendre comme résultat?

On sait déjà que les canaux de la TNT de 53 à 60 peuvent être perturbés. Le signal LTE  reçu au niveau des récepteurs TNT ramenés dans la bande des 36 MHz est un signal d’interférence, il s’agit de bruit pour la TNT. Par comparaison, c’est comme si deux conférenciers parlent en même temps dans une même salle. Plus le haut parleur du conférencier LTE est élévé et plus il perturbe le conférencier TNT. La même approche a été réalisée à Laval ou la puissance d’émission du LTE a été portée au maximum (64 dBm).

Supposons deux chaînes radios qui re-diffusent la conférence TNT. La première est proche du Haut parleur TNT, le signal reçu est très fort et est restitué ainsi.

La seconde radio est éloignée des deux haut-parleur. Le signal reçu est trop faible, ils doivent l’amplifier pour pouvoir ré-emettre la conférence. Or, le signal reçu est déjà très bruité, ils amplifient dont le bruit.

La conclusion des expérimentation de Laval étaient les suivantes :

  • le mode de brouillage le plus souvent rencontré à Laval est la saturation des chaînes de réception par des stations de base LTE de forte puissance (64 dBm);
  • des installations de réception TV comportant des éléments actifs (amplificateurs) peuvent être brouillées à plus d’un kilomètre de la station LTE. Or, il a été constaté une présence élevée d’éléments actifs dans les installations ;
  • les brouillages ne concernaient pas uniquement le canal 60 mais ont été perceptibles jusqu’au canal 57, voire, pour des installations comportant des éléments actifs, dans des canaux inférieurs ;
  • La puissance des stations de base est un facteur déterminant du risque de brouillage

Un autre élément intéressant a été constaté. Cela provient de la saturation des amplificateurs de réception (amplificateur de puissance faible bruit). La saturation provoque un écrétage du signal (un signal sinusoidal se rapprochera d’un signal carré).

Les amplificateurs sont définies par des paramètres de Puissance maximale, de gain, de point d’inteception d’ordre 3 et d’ordre 5. Cela vient du fait qu’un amplificateur n’est pas linéaire, le signal de sortie est certes proportionnel au signal d’entrée dans la zone linéaire mais au delà, le signal de sortie est aussi l’image du signal d’entrée élevée à la puissance 3, la puissance 5, …

Ainsi, à cause de cette puissance 3, on va constater qu’une baisse du signal LTE de 3 dB se traduit ainsi par une réduction du brouillage de 9 dB.

Pour éviter ou réduire le brouillage, il est nécessaire de placer un filtre avant l’amplificateur faible bruit, et en amont de la première démodulation autour de la fréquence FI. Un cout moyen de 130 euros par foyer a été estimé.

Qu’attend on des tests à venir sur St Etienne? Je ne le sais pas pour l’instant.

SFR teste son réseau sur Lyon

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Nous l’avions déjà annoncé en mars dernier, SFR va tester son réseau à Lyon avec 400 testeurs qui profiterons de clé USB. L’interface radio déployée (cf. eUTRAN) est gérée par des équipements de la société Chinoise Huawei (cf. commentaire d’un internaute).

On rappelle que SFR promouvoie un réseau 3G de haut débit et largement déployé sur l’hexagone pour préparer l’arrivée de la 4G. Le discours a d’ailleurs été repris pour l’annonce du réseau de test à Lyon « La mise en place de ce réseau 4G, va se développer de pair avec la mise à niveau du réseau 3G, sur le matériel (antennes, émetteurs, liaisons par fibre optique entre les relais…), comme sur les logiciels » insiste Frédéric Mansard, directeur technique régional de SFR.

L’idée est louable, un mobinaute pouvant profiter de haut débit sentira nettement la différence lorsqu’il basculera sur un réseau GPRS ou 3G R4. La différence sera moindre sur un réseau 3G+ et surtout  H+.

Quel est le cout alors qu’on annonce des suppressions d’emploi. Il faut installer les équipements et déployer la fibre optique ce qui est réalisé par des prestataires externes; L’achat des licences à couté 1 milliards d’euros, l’opérateur investira annuellement un milliard d’euros pour l’aspect technique de mise à niveau de la 3G et la mise en place de la 4G.

Si vous êtes testeurs du réseau SFR ou Bouygues sur Lyon, si vous êtes testeur d’Orange à Marseille, n’hésitez pas à me faire part de vos commentaires, je pourrais vous transmettre un formulaire de satisfaction.

 

Réunion à Bercy entre les 4 opérateurs : Le numéro illico

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Mardi matin, 8h30 les 4 opérateurs étaient attendus à Bercy pour discuter avec Arnaud Montebourg et Fleur Pellerin, des emplois (nationaux) que devraient générer la téléphonie mobile alors que SFR et Bouygues Télécom annoncent des suppression après l’arrivée de Free.

Martin Bouygues a profité de cette rencontre pour rappeler que le contrat d’Itinérance entre Free et Orange Mobile doit être limité dans le temps. Ce contrat est de toute manière actif jusqu’en 2018 et ni Free (représenté par Cyril Poidatz, président d’Illiad), ni Orange ne souhaite un avenant à ce contrat.
Ce contrat d’Itinérance était obligatoire pour qu’un 4ème opérateur puisse arriver sur le marché, et Bouygues aurait aussi pu faire une offre commerciale. Seul Orange avait répondu. Free déploye son réseau 3G/4G (compatible avec les standard 2G) et ne souhaitera plus à terme financer l’infrastructure d’Orange par un contrat d’Itinérance. Enfin, Free a des obligations envers le régulateur ARCEP, dont notamment couvrir au moins 75% de la population en 2017. Autant de bonnes raisons qui justifient une fin de contrat d’Itinérance 2G/3G en 2018. Quant à la mise en place d’un contrat d’Itinérance 4G, Free pourrait s’appuyer sur SFR (proposition ARCEP), mais …il semblerait que Free ait répondu à la demande de Stéphane Richard pour la mutualisation d’équipement 4G, il sera alors possible de voir une autre forme de contrat entre Orange et Free?

A la sortie de la réunion, le PDG d’Orange, M Stephane Richard, reconnaissait que le marché de la téléphonie mobile était sain avant l’arrivée de Free. Il faut comprendre par là que la téléphonie mobile générait assez de revenue pour les 3 opérateurs sans se préoccuper des besoins du public, c’est à dire des offres low-cost. Free a ainsi bouleversé les offres commerciales et le gâteau est à partager entre 4 opérateurs.

Les objectifs de cette rencontre étaient le retour de l’emploi via les activités de la téléphonie mobiles, ce qui tend donc de la part du gouvernement de satisfaire aux exigences des opérateurs (actuellement SFR et Bouygues prévoient un plan de licenciement portant sur 1000 emplois d’ici la fin de l’année) :

  • Relocalisation des Télé-opérateurs en France. Le gouvernement propose de créer un « numéro illico » qui garantirait une réponse en moins de 60 secondes et dont les téléconseillers seraient localisés en France. Ce rapport estime que ce numéro pourrait être facturé 60 centimes la minute au maximum (les hotlines payantes facturaient auparavant 34 centimes la minute avant la loi Chatel. Depuis 2008, la communication était facturée au prix d’un appel local). Les opérateurs qui mettraient en place ce numéro s’engageraient à « consacrer 60% des revenus de ces numéros à la rémunération des agents »
  • Retour sur une autre partie de la loi Chatel permettant à un client de s’acquitter d’un quart de son forfait lorsque celui-ci quitte son opérateur au bout de 12 mois alors qu’il avait souscrit à un contrat de 24 mois.