Les articles précédents traitaient de la procédure de sélection et de re-sélection et le dernier article a permis de présenter les SIBs.
Nous allons maintenant nous intéresser aux identifiants de la cellule et de la station de base
- Cellules radioélectriques et identifiants
On appelle cellule radio ou secteur, la zone de couverture radio d’une station de base sur une bande de fréquences (carrier).
Une station de base 4G, nommée eNB, qui supportent plusieurs porteuses couvrent plusieurs cellules (au moins une cellule par porteuses et dans la limite de 256 cellules). Dans le cas général, une station de base 4G propose 5 bandes (bandes B1, B3, B7, B20 et B28) et 3 secteurs par bandes, aura donc 15 cellules.
Une station de base eNB est composée de deux unités : L’unité de bande de base BBU et une tête radio dépotée RRU ou RRH. Par conséquent, il est théoriquement possible que la station de base propose des points d’accès radioélectrique (Multi Transmission Point) et couvrent ainsi plus que 3 secteurs.
Une station de base gNB est décomposée de 3 unités : L’unité centralisée CU, l’unité distribuée DU et une tête radio déportée. Si les unités CU et DU sont centralisées, le nombre de cellules sera limités à 16 mais dans le cas ou le CU et DU sont délocalisées, et qu’un CU contrôle plusieurs DU, 14 bits sont réservés pour l’identification des cellules. Un CU peut contrôler jusqu’à 250 DU et un DU peut avoir 12 cellules, soit 3000 cellules En réservant 14 bits pour l’allocation des cellules, on peut ainsi identifier 16384 cellules.
- Les identifiants radio
II-1) PCI
En mode de veille, le mobile est sous la couverture d’une cellule : le mobile est sous un secteur de la station de base et est accroché sur une bande de la station de base. En étant synchronisé sur cette bande, le terminal récupère l’identifiant PCI de la cellule partir du signal de synchronisation primaire et secondaire (1 à 504). L’identifiant PCI est l’identifiant physique de la cellule, et dans la planification des cellules, il faut éviter la collision des PCI [2] entre les secteurs de même bande, de deux stations de base voisines.
On parle de collision quand deux cellules voisines avec le même PCI et de confusion pour le mobile pour lequel deux cellules de la même bande ont le même PCI.
La station de base qui dispose de plusieurs bandes émet le même PCI par bande.
L’identifiant PCI permet donc d’identifier une station de base
Figure 2 : Capture NEMO sur Paris
Note de M Lagrange : L’identifiant PCI permet donc d’identifier une station de base dans une zone géographique donnée. S’il y a une zone où un terminal peut détecter 2 stations de bases différentes, les PCI doivent être différents. En revanche, il n’y aucun problème pour qu’une cellule à Rennes et une cellule à Châtellerault utilisent le même PCI (ex PCI = 218 chez SFR)
Figure 3 : Les cellules dont la valeur PCI = 218 (SFR) [4]
II-2) Identifiant de la station de base et des cellules 4G (5G NSA) : eNB ID (en-gNB ID) , GeNBID, ECGI
Un petit rappel sur le réseau d’accès radio 2G/3G
L’identifiant CGI (Cell Global Identification) est utilisé sur les réseaux d’accès 2G/3G pour identifier de manière unique la cellule. Une cellule est identifié par l’identifiant CI, celui-ci doit être unique dans un LAC donné. Ainsi le CGI est obtenu par le LAI (MCC|MNC|LAC) | CI
Figure 3 : L’identifiant CGI [2]
L’identifiant eNB ID (eNB Identifier) permet d’identifier l’eNB d’un réseau PLMN.
L’identifiant en-gNB ID (en-gNB Identifier) permet d’identifier la station de base en-gNB dans le cas du déploiement 5G NSA
L’identifiant GeNB ID (Global eNB ID) permet d’identifier de manière unique une station de base. Il s’obtient en concaténant l’identifiant réseau PLMN (MCC|MNC) avec l’identifiant eNB ID
L’identifiant eCGI (E-UTRAN CGI) est utilisé sur les réseaux d’accès 2G/3G pour identifier de manière unique la cellule.
Figure 3 : L’identifiant eCGI [2]
Dans le cas des réseaux privés SNPN ( Standalone Non-Public Networks) l’identifiant du réseau NID (Network Identifier) est inclus dans l’identifiant ECGI.
Application
L’identifiant ECGI (E-UTRAN CGI) permet d’identifier la cellule de manière unique. L’ECGI est construit en concaténant le MCC|MNC avec l’identifiant ECI.
L’identifiant ECI est construit par l’identifiant de l’eNB nomme eNB-ID et l’identifiant CI de la cellule. Nous savons qu’un eNB peut avoir au plus 256 cellules. L’identiant de la cellule CI est codé sur 8 bits, donc l’identifiant ECI est égale à 256*l’identifiant eNB + l’identifiant de la cellule CI
Figure 3 : Exemple de trace avec l’application Network Cell Info Lite
Dans l’exemple de la figure 3 (extrait Internet), nous avons les valeurs suivantes :
eNB ID = 87 541
CI (LCID : Long Cell ID) 4
- eNB ID | CI = 87541*256+4 = 22 410 500
eCGI = 310 -260 – 22 410 500
II-3) Identifiant de la station de base et des cellules 5G : gNB ID et NCGI
L’identifiant NCGI (NR Cell Global Identifier) est similaire à l’identifiant ECGI en concaténant l’identifiant PLMN du réseau 5G avec l’identifiant de la cellule 5G NCI.
L’identifiant NCI est constitué de 36 bits correspond à la concaténation de l’identifiant gNB ID et de la cellule CI.
- L’identifiant gNB est de taille variable entre 22 bits et 32 bits
- L’identifiant NCI est donc aussi variable entre 14 bits et 4 bits
Figure 4 : Les identifiants gNB Id et NCGI [3]
A partir de l’identifiant du gNB et de l’identité de la cellule, on peut donc calculer le NCI [3][4]
Références
[1] TS 23.003 Numbering, addressing and identification https://www.etsi.org/deliver/etsi_ts/123000_123099/123003/16.04.00_60/ts_123003v160400p.pdf
[2] Les images sont extraites du site : https://telecommunications4dummies.com/2021/01/31/pci_rules/
[3] https://www.techplayon.com/5g-nr-cell-global-identity-planning/
[4] https://enb-analytics.fr/page_recherche_analyse.html
