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2. Sélection du PLMN en mode automatique
L’information PLMN est transmise par la station de base aux UE via un message RRC (SIB1). La sélection du PLMN est réalisée au niveau de la couche 3 de l’UE en mode automatique à partir des données fournies par l’UICC à l’UE ou par l’utilisateur en mode manuelle (cf. mobile => Paramétrage => Réseaux Mobiles => Sélection réseaux)
La sélection d’un réseau de mobile PLMN (Public Land Mobile Network) est initiée par l’UE lorsque l’UE s’allume et la sélection se fait en deux étapes :
- Classification des cellules les plus fortes reçue à partir du signal de synchronisation PSS/SSS par la couche physique dite procédure AS (Access Stratum). Cette classification de meilleure cellule est imposée par la norme 3GPP. D’autres études (non standardisées actuellement) explorent des sélections différentes basées par exemple sur la charge de la cellule [lien Thèse R.Pujol 9].
- Lecture du PLMN au niveau de la couche 3 (information NAS) et sélection automatique de la cellule. La partie NAS de l’UE sélectionne la cellule et peut donc aussi refuser un type d’accès radioélectrique (RAT : Radio Access Type) si la cellule est considérée comme interdite (barrée ou barred).
Pour résumer, la sélection du PLMN est réalisée par la couche NAS de l’UE, et fournit une liste de PLMN à la couche AS sur lesquelles la couche AS pourra faire une sélection/re-sélection de cellules et le mobile campe sur cette cellule.
Une fois la cellule sélectionnée, l’UE conserve le PLMN et la fréquence de la cellule afin de sélectionner la même cellule lors de la prochaine mise sous tension du mobile ou après la perte de la couverture radioélectrique.
(En mode de veille), si le réseau PLMN correspondant n’est pas le réseau prioritaire indiqué par l’USIM, alors l’UE va régulièrement rechercher un PLMN prioritaire. La périodicité de la recherche est définie par l’opérateur dans la configuration de l’USIM. La valeur maximale est de 300 secondes.
Si l’UE perd la connexion radioélectrique, il peut sélectionner un PLMN équivalent ou choisir un RAT moins prioritaire.
La sélection de la cellule au niveau physique s’appuie sur la mesure en dBm de la puissance du signal RSRP (Reference Signal Received Power) de la cellule candidate. La cellule est éligible si le niveau de puissance est supérieur à un seuil de sélection compensé. Les informations sont transmises dans les messages RRC portant les informations systèmes SIB.
Dans le cas d’un accès radio NG-RAN, la station de base 4G (ng-eNB) est associée à un cœur de réseau 5GC. Ainsi la sélection d’une cellule eNB permet au mobile d’être potentiellement enregistré sur un cœur de réseau 4G ou 5G. C’est au niveau de la couche NAS que s’effectue le choix du cœur de réseau associée à la cellule sur laquelle l’UE campe.
Si l’UE ne trouve pas de cellule appropriée (ou si la carte SIM n’est pas insérée) alors le mobile entre dans l’état « service limité ».
La commande AT +CSRM permet récupérer le nom du réseau préféré, les réseaux interdits et de récupérer la valeur de temporisateur (périodicité de recherche d’un réseau plus prioritaire, …)
- Description des processus en mode de veille
Lorsque le mobile est en mode de veille, le standard 3GPP présente la liste de 4 processus suivants [TS36.304]
- Sélection de PLMN
- Sélection et re-sélection de cellule
- Mise à jour de sa localisation TAI
- Support pour une sélection manuelle d’un groupe d’abonnés pouvant s’attacher sur une femto CSG (Closed Subscriber Group).
La sélection du PLMN se fait en mode manuelle ou automatique à partir des mesures radioélectriques PSS/SSS effectuées par le mobile et après lecture du SIB1 pour chaque réseau détecté (PLMN disponible).
A partir des informations NAS, l’UE sélectionne une cellule (ou re-sélectionne une cellule) en fonction de la puissance de la plus forte cellule (mesures) appartenant à l’opérateur préféré (information NAS). La sélection de la cellule fournie au mobile l’identité de la zone de tracking TAI (Tracking Area Identity).
Si l’utilisateur dispose d’une femto-cell, il déclare la liste des UE pouvant se connecter à la femto. L’identité de la celllule CSG-ID est diffusé dans le SIB2 et seuls les UE qui appartiennent au groupe CSG peuvent sélectionner la cellule.
Figure 2 : Les processus dans le mode de veille
Le document [2] fournit la liste des fonctions supportées par la couche AS ou la couche NAS.
Références
[1] TS 23.122 V17.7.1 (2022-06) Non-Access-Stratum (NAS) functions related to Mobile Station (MS) in idle mode
[2] TS 36.304 v17.1.0 (Juin 2022), Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) procedures in idle mode
[3] TS 31.121 version 16.0.0 Release 16, UICC-terminal interface; Universal Subscriber Identity Module (USIM) https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/131100_131199/131121/16.00.00_60/ts_131121v160000p.pdf
[4] 3GPP TS 31.111, Universal Subscriber Identity Module (USIM) Application Toolkit (USAT)
[5] https://www.sharetechnote.com/html/Handbook_LTE_USIM_Parameters.html
[6] ETSI TS 102 221 : Smart cards; UICC-Terminal interface; Physical and logical characteristics
[7] https://www.gsma.com/newsroom/wp-content/uploads/SGP.02-v4.0.pdf
[8] https://www.gsma.com/newsroom/wp-content/uploads//IR.73-v5.0.pdf
[9] Romain Pujol, Association des utilisateurs dans les réseaux mobiles flexibles et agiles https://theses.hal.science/tel-03859479/file/these.pdf