Optimisation des Réseaux d'Accès Mobiles pour les systèmes E-GPRS et B3G.

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Dailly, Nicolas (2007) Optimisation des Réseaux d'Accès Mobiles pour les systèmes E-GPRS et B3G. Doctorat Informatique et Réseaux, ENST - INFRES Informatique et Rseaux, ENST p.246.

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Résumé

Afin d'améliorer la qualité de service offerte aux abonnés, il est nécessaire de faire évoluer les réseaux d'accès GPRS/EDGE. Cette thèse se propose d'étudier différentes problématiques qui visent à améliorer les débits offerts aux utilisateurs et à mettre en oeuvre un mécanisme de handover qui réponde à leurs besoins.



La première partie de cette thèse étudie différents mécanismes d'allocation dynamique de ressources sur l'interface Abis. Ces mécanismes visent en particulier à permettre le déploiement de la technologie E-GPRS tout en préservant la structure de l'interface Abis existante, qui s'appuie sur une structure de trame MIC.



La seconde partie de cette thèse analyse différentes approches de handover qui peuvent être mises en oeuvre pour assurer la mobilité dans les réseaux E-GPRS. Nous y formulons quelques propositions pour améliorer les performances du basculement et mettre en place un véritable handover. Nous présentons les évolutions récentes de la normalisation, puis exposons les résultats de nos simulations qui permettent de comparer les performances des différents mécanismes. Notre étude montre les gains de performances obtenus par la préservation des états de transmission au niveau RLC.



La troisième partie de cette thèse considère le problème des handover inter-systèmes. Nous y avons analysé le basculement entre une station de base E-GPRS et un point d'accès WIFI intégré au réseau d'accès mobile. Nous avons

analysé l'impact du passage d'une pile protocolaire à une autre, ainsi que de la rupture de débit. Nos résultats montrent que l'introduction d'une couche de convergence au niveau liaison de données permet de limiter l'impact du handover

au niveau réseau d'accès. Nous analysons, par ailleurs, les mécanismes de handover à mettre en place pour le transfert de données en mode Streaming. Nous démontrons l'intérêt de l'activation de la couche de liaison de données dans le cas de transferts avec le protocole UDP.



La quatrième partie étudie les mécanismes de compression qui peuvent être mis en oeuvre pour réduire la taille des messages de signalisation SIP. Cette étude vise à réduire le temps de transmission de la signalisation – à travers des bearer bas débit – et à économiser l'utilisation des ressources radio.

Références Bibliographiques

DAILLY, Nicolas (2007) Optimisation des Réseaux d'Accès Mobiles pour les systèmes E-GPRS et B3G. Doctorat Informatique et Réseaux, Informatique et Réseaux, ENST p.246.

Table des Matières

Introduction Générale



Chapitre I : Allocation dynamique de ressources sur l'interface Abis E-GPRS

1. Introduction

2. L'interface Abis

2.1. Architecture de l'interface Abis

2.2. Limitations du système existant

2.3. Une approche dynamique pour l'interface Abis

3. Etudes de modèles théoriques pour l'interface Abis dynamique

3.1. Modèle d'allocation de ressources

3.2. Résultats pour deux et quatre classes d'utilisateurs

3.3. Définition d'un modèle de trafic temps réel

4. Simulation des performances de l'interface Abis dynamique

4.1. Paramètres de simulation

4.2. Performances de l'interface Abis Dynamique à forte charge

4.3. Performances de l'interface Abis Dynamique à charge opérationnelle

4.4. Comparaison de différentes stratégies d'augmentation de ressources

4.5. Étude de la taille des piles à implémenter au niveau des BTS

5. Conclusions



Chapitre II : Handover pour le Transport de Données dans les Réseaux E-GPRS

1. Introduction

2. Définitions

2.1. Transfert inter-cellulaire à l'initiative du mobile ou contrôlé par le réseau

2.2. Qualité de service

3. Transfert de données dans un réseau GPRS

3.1. Pile protocolaire du plan utilisateur du système GPRS

3.2. Allocation de ressources sur l'interface radio : la couche MAC

3.3. Fiabilisation de la transmission sur l'interface radio : la couche RLC

3.4. Fiabilisation de la transmission dans le réseau d'accès : la couche LLC

3.5. Fiabilisation de la transmission dans le réseau coeur : le tunnel GTP

3.6. Fiabilisation de la transmission de bout en bout

3.7. Mise en oeuvre des mécanismes de fiabilisation

3.8. Le contexte PDP et la négociation des paramètres de QoS

4. Resélection et Handover dans les réseaux cellulaires

4.1. Différentes approches pour le transfert inter-cellulaire

4.2. Resélection et handover dans le réseau d'accès E-GPRS

4.3. Procédure détaillée de resélection dans le réseau d'accès GPRS

4.4. Procédure détaillée de Handover dans le réseau d'accès E-GPRS

5. Simulation des handovers dans le système GPRS

5.1. Aperçu de la structure du simulateur

5.2. Modélisation des équipements réseau

5.3. Modélisation de la pile protocolaire

5.4. Procédures implémentés dans le simulateur

5.5. Description et paramètres du système simulé

6. Performances du transfert inter-cellulaire dans le réseau GPRS

6.1. Transfert inter-cellulaire / intra-BSC

6.2. Resélection autonome et assistée, inter-cellulaire / intra-BSC

6.3. Transfert inter-cellulaire / inter-BSC / intra SGSN

6.4. Influence de la taille de la fenêtre d'émission RLC

6.5. Conclusions

7. Conclusion



Chapitre III : Handover entre Technologies d'Accès : Etude du cas GPRS/WIFI intégré

1. Introduction

2. Etude des performance du transfert inter-RAT

2.1. Introduction de la technologie WLAN dans les réseaux cellulaires

2.2. Caractéristiques des technologies d'accès GPRS et WIFI

2.3. Gestion de la resélection inter-RAT

2.4. Paramétrage des simulations

2.5. Transfert inter-RAT : WIFI vers GPRS

2.6. Transfert inter-RAT : GPRS vers WIFI

2.7. Conclusions sur le transfert inter-RAT GPRS/WIFI

3. Performances de la resélection pour des trafics « à flux continu »

3.1. Introduction

3.2. Paramètres des simulations

3.3. Resélection intra-BSC GPRS

3.4. Resélection inter-RAT WIFI/GPRS

3.5. Resélection inter-RAT GPRS/WIFI

3.6. Conclusions : impact de la resélection sur un trafic « Streaming »

4. Conclusion



Chapitre IV : Transport de Signalisation SIP à travers un réseau d'accès cellulaire

1. Introduction

2. Architecture IMS

3. Signalisation SIP et SDP

4. Architecture SigComp

5. Solutions de compression

5.1. Codage de Huffman

5.2. Compression LZ77

5.3. Compression LZ78 / LZW

5.4. Compression Deflate

6. Amélioration des performances des compresseurs

6.1. Conservation d'un contexte de compression

6.2. Utilisation d'un dictionnaire

6.3. EPIC

7. Performances des solutions de compression sur SIP

7.1. Compression sans mémoire, sans dictionnaire

7.2. Compression sans mémoire, avec dictionnaire

7.3. Compression avec mémoire

7.4. Compression Deflate combinée

7.5. Etapes d'une compression combinée Deflate + EPIC

7.6. Etapes d'une compression Deflate avec mémorisation d'un message

8. Conclusion



Conclusion Générale

1. Contexte de la thèse

2. Contributions

3. Perspectives

3.1. 3G LTE

3.2. Au delà de la 3G

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