Le gprs est une norme pour la








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  1. Introduction :

Le GPRS est une norme pour la téléphonie mobile dérivée du GSM, permettant un débit de données plus élevé. On l’appel la technologie 2,5G.

Le GPRS est développé du protocole GSM : il ajoute par rapport à ce dernier la transmission par paquets. Cette méthode est plus adaptée à la transmission des données. En effet, les ressources ne sont allouées que lorsque des données sont échangées, contrairement au mode « circuit » en GSM où un circuit est établi – et les ressources associées – pour toute la durée de la communication. Le GPRS a ensuite évolué au début des années 2000 vers la norme EDGE également optimisée pour transférer des données et qui utilise les mêmes antennes et les mêmes fréquences radio.

GPRS est une technologie datant de la fin des années 1990.

Les deux grandes phases du GPRS sont 1997 et 1999, et marquent une avancée vers les premiers tests.

  1. Présentation générale du GPRS :



    1. Nécessité du GPRS :

Lorsqu’on sait que la consultation d’informations sur Internet est constituée à 75 % de temps morts durant lesquels aucune information n’est échangée entre le serveur et le client quel qu’en soit le sens, on se rend compte que cette monopolisation d’un canal de communication est inadaptée.

Par ailleurs, cette monopolisation, compréhensible en mode vocal, se paye en termes de coût de communication. En fait on paye la monopolisation du canal de communication et non pas ce qui est transporté.

De plus, la question du débit se fait nettement ressentir. En effet, le GSM ne propose qu’un débit de 9,6 Kbits/s, ce qui est ridicule pour pouvoir affirmer faire de l’Internet mobile agréablement.

En effet, les réseaux à commutation de circuits sont inefficaces pour gérer les transmissions de données fréquentes, les petits flux de données et les trafics Internet en rafales.

C’est pour palier à toutes ces contraintes et développer des services Internet mobile que le GPRS a fait son apparition.

    1. Définition :


Le General Packet Radio Service (GPRS) spécifie une technique de transmission de données en « commutation de paquets », permettant ainsi de ne pas mobiliser de canal de communication, et donc autorisant une tarification plus souple pour l’utilisateur.

Outre cet avantage non négligeable, GPRS permet d’atteindre un débit théorique maximal de 171,2 Kbits/s, ce qui correspond à débit d’environ 115 Kbits/s pour l’utilisateur final dans des conditions optimales.

Cependant, il ne faut pas oublier que GPRS s’appuyant sur le réseau GSM, ils se complètent alors tous les deux.

En effet, l’architecture GSM fournit les services voix, tandis que l’architecture GPRS fournit les services de données par paquets avec un débit élevé.

Les données utilisateurs sont transférées de manière transparente entre le terminal mobile et les réseaux de données externes par une technique de « tunneling », par le protocole GTP (GPRS Tunnelling Protocol).

Il faut savoir que ce protocole est utilisé dans GPRS pour la transmission des paquets de données utilisateur et de signalisation entre entités GPRS, via l’établissement de tunnels de communication. Le GTP utilise soit TCP, soit UDP, selon qu’une connexion fiable soit nécessaire ou non.

On peut donc résumer les intérêts principaux du GPRS comme étant les temps d’accès réduits, de l’ordre d’une seconde pour commencer un transfert de données, un débit plus élevé qu’en GSM, un mode de commutation par paquets permettant d’utiliser les ressources radios, et enfin la possibilité de facturer en fonction du volume de données transféré plutôt qu’en fonction du temps de connexion.

    1. Principales Caractéristique du GPRS :

La norme GPRS spécifie un nouveau service de support de transmission de données en mode paquets.

GPRS permet notamment de transporter des données utilisateur et des données de signalisation en optimisant les ressources radios de façon dynamique, et qui connaît les avantages suivants :
• Fournir une connexion permanente indispensable pour les transmissions de données.

• Ne pas nécessiter de connexion préalable entre les deux correspondants, ce qui réduit le temps d’établissement de la communication.

• Offrir une tarification possible au volume, au débit, et non plus à la durée.
Cependant, GPRS utilise une partie de l’architecture mise en place par GSM, c'est-à-dire que GPRS utilise les mêmes équipements pour communiquer avec le terminal au niveau radio, c’est-à-dire la station de base (BTS), et utilise les mêmes fréquences.

Or, les transferts en GSM sont bas débits (9,6 Kbits/s), alors que GPRS nous promet un débit théorique de 171,2 Kbits/s. Donc, voyons avec plus de précisions ces points :

2.3.1- Spectre des fréquences :
GPRS utilise les mêmes fréquences attribuées au GSM.

En effet, le GSM utilise une partie du spectre radio pour fonctionner. Ainsi, l’U.I.T (Union Internationale des Télécommunications) lui a dédié 2 bandes de fréquence, l’une aux alentours des 900 MHz, l’autre autour des 1800 MHz.

Ces fréquences se découpent en deux bandes, l’une pour les liaisons montantes, l’autre pour les liaisons descendantes.

Ainsi, dans GSM, nous avons les bandes de 890–915 MHz et 935-960 MHz, et pour DSC1800, 1710-1785 MHz et 1805-1880 MHz.
2.3.2- Débit :
En effet, GPRS utilise la même technique pour transmette les données que dans GSM, à savoir la technique de multiplexage temporel, dite TDMA (Time Division Multiple Access).

Etant donné qu’une bande de fréquence dans GSM peut véhiculer 8 fois le débit d’une conversation téléphonique, on va alors segmenter le temps d’émission/réception en 8 intervalles de temps répétés à l’infini que l’on appellera « slot » ou « time slot ».
Un time slot est en fait un canal capable de transporter de l’information telle que de la voix ou encore des données.

Une séquence des ces 8 slots est appelée une trame TDMA.

La différence entre GSM et GPRS est que GSM n’utilise qu’un time slot par trame TDMA, tandis que GPRS peut utiliser plusieurs time slots (jusqu’à 8, qui est le maximum) sur une seule trame pour transporter les données. GPRS utilise ces time slots de façon dynamique et peut donc justifier d’un débit beaucoup plus important que GSM.

Nous reviendrons en détail plus tard sur la composition précise d’un time slot et de la trame TDMA lors des explications sur les couches basses.
Egalement combiné à l’usage de plusieurs time slots, GPRS définit quatre schémas de codage : CS1, CS2, CS3 et CS4, chacun d’entre eux fournissant un niveau de correction d’erreur différent et une bande passante effective différente sur le même canal radio.





CS1

CS2

CS3

CS4

1 slot

9,05 kbits/s

13,4 kbits/s

15,6 kbits/s

21,4 kbits/s

8 slots

72,4 kbits/s

107,2 kbits/s

124,8 kbits/s

171,2 kbits/s



Le débit maximal correspond à l’utilisation de tous les slots et sans corrections d’erreurs, autant dire que cela restera un débit théorique et non un débit qu’obtiendra l’utilisateur.

De plus, au niveau application, le débit est plus faible du fait des entêtes entre chaque couche.
2.3.3- Catégories de services :
Il existe deux catégories de services GPRS :
• les services Point à Point (PTP) : ils fournissent une transmission d’un ou plusieurs paquets entre deux utilisateurs (l’expéditeur et le destinataire).
• les services Point à Multipoints (PTM) : ils fournissent une transmission de paquets entre un demandeur de service et un groupe d’abonnés receveurs se trouvant dans une zone définie par le demandeur de service. Un abonné peut ainsi envoyer des données à de multiples destinations avec une seule demande de service.
2.3.4- Qualité de Services :

La transmission des données à travers le réseau GPRS peut être réalisée suivant différents profils de qualité de services.
Dans la norme GPRS, un profil de qualité de services est défini par l’ensemble des attributs suivants :
Precedence class : 3 valeurs de priorité possibles (grande, normale ou basse).

Delay class : 4 valeurs possibles dont celle qui correspond au Best Effort.

Reliability class : 5 valeurs possibles dont la probabilité de perte de données, probabilité de données corrompues, etc.…

Peak throughput class : 9 valeurs possibles comprises entre 8 Kbits/s et 2048 Kbits/s.

Mean throughput : 19 valeurs possibles.
La combinaison entre les valeurs que peuvent prendre ces attributs définit potentiellement de nombreux profils de qualité de services possibles.

2.3.5. Localisation :
Avec l’introduction du GPRS, ont été définies les « Routing Areas », se traduisant par « zones de routage ».

Il existe ainsi une hiérarchie entre les cellules, les zones de routage et les zones de localisation.

Le niveau de précision le plus fin est obtenu avec la cellule. Une zone de routage est un ensemble de cellules, caractérisant le lieu où se trouve un abonné GPRS.

Enfin, la zone de localisation utilisée dans le contexte du réseau GSM pour caractériser le lieu où se trouve un abonné GSM, correspond à un ensemble de zones de routage et donc de cellules.


    1. Classes des terminaux GPRS :


Le GPRS implique un changement au niveau utilisateur, tout comme il a fallu mettre en place le réseau GPRS.

En effet, si un utilisateur désire bénéficier de ce type de services, vu que les débits augmentent, les besoins en modulation/démodulation et en codage/décodage du canal augmentent également.

Par conséquent, un nouveau type de terminal est nécessaire.

Pour cela, la norme GPRS distingue plusieurs classes de terminaux, avec deux systèmes de notation : il existe à la fois des classes « lettres » et des classes « chiffres ».

2.4.1- classe lettres :
classe A : le terminal peut être en communication simultanément sur le service GPRS et sur d’autres services GSM.
classe B : le terminal peut être déclaré sur les réseaux GPRS et GSM, et écouter simultanément les deux signalisations. Le terminal ne peut être en communication que sur le service GPRS ou le service GSM.
classe C : le terminal ne peut être utilisé que pour les services GPRS.
Les terminaux de classe A sont caractérisés par une grande capacité. Ils peuvent émettre et recevoir des appels de type circuit voix ou données et fax de façon simultanée avec un transfert de données par paquet.

On peut assimiler ce mode de fonctionnement à l'ADSL pour une ligne filaire.

Par exemple, le téléchargement d'un programme n'est pas interrompu par une communication téléphonique, qu'elle soit émise ou reçue par le possesseur du téléphone.

Ce type de terminal est onéreux d’un point de vue matériel, en puissance et en radio.
Les terminaux de classe B constituent un compromis entre les deux types de terminaux précédents. Ils peuvent gérer à la fois, les demandes de données circuit et paquet. Ils peuvent également effectuer l’une ou l’autre des connexions, mais une seule à la fois. Le transfert des données est suspendu au cours d’un appel voix par exemple.
Les terminaux de classe C ne gèrent que les données par paquet et ne possèdent pas de capacité pour supporter les appels voix. Ce type de terminal est idéal pour les ordinateurs portables ou les assistants personnels. En effet, un utilisateur peut brancher un terminal compatible GPRS sur son ordinateur portable afin de profiter de l’Internet mobile. On peut voir dans cette utilisation le télétravail dans une zone où la couverture filaire classique ferait défaut par exemple.


2.4.2- classe chiffres :
La vitesse de transmission des données augmente grâce à l'agrégation de canaux.


Classe

Canaux descendants

Canaux ascendants

1

1

1

2

2

1

3

2

2

4

3

1

5

2

2

6

3

2

7

3

3

8

4

1

9

3

2

10

4

2

11

4

3

12

4

4


Sur les boîtes ou notices apparaissent parfois des notations du type X+X.

Le premier terme correspond au nombre de canaux descendants (du réseau vers le téléphone) et le deuxième au nombre de canaux ascendants (du téléphone vers le réseau).
En effet un mobile de classe 3 et un de classe 5 sont tous les deux notés 2+2, mais le premier ne peut utiliser que 3 canaux simultanément quand le deuxième peut profiter des 4.
Ainsi, on peut constater que sur le marché de la téléphonie, la plupart de ces terminaux sont de classe B4 ou B6.

Il y a peu de chances de rencontrer des terminaux de classe C hormis quelques modems, ainsi que ceux de classe A extrêmement onéreux.


  1. Architecture du réseau GPRS :



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Descriptif de chacune des entités du réseau GPRS :
• MS (Mobile Station) : terminal mobile de l’utilisateur (TE pour Terminal Equipment) avec sa carte SIM (Subscriber Identity Mobile).
• BTS (Base Transceiver Station) : émetteur / récepteur gérant une cellule, la couche physique sur la voie radio et la couche liaison de données avec le mobile.
• BSC (Base Station Controller) : commutateur qui réalise une première concentration de circuits, qui s’occupe de la gestion de la ressource radio (allocation des canaux, …).
• MSC (Mobile services Switching Center) : commutateur du réseau GSM, qui gère l’établissement de circuits à travers le réseau.
• VLR (Visitor Location Register) : base de données locale qui contient les profils de touts les abonnées présents dans la zone gérée par ce VLR. Dans la plupart du temps, cet équipement est dans le même équipement que le MSC.
• HLR (Home Location Register) : base de données globale du réseau GSM, dans laquelle les profils de services des abonnés, la localisation des abonnées et la gestion de la sécurité sont enregistrés.
• EIR (Equipment Identity Register) : base de données dans laquelle sont enregistrés les numéros d’identification des terminaux mobiles au sens matériel avec l’IMEI (International station Mobile Equipment Identity).
• SMS-GMSC (Short Message Service – Gateway Mobile Services Switching Center) et SMS-IWMSC (Short Message Service – InterWorking MSC) : ces deux MSC sont des commutateurs dédiés au service des messages courts.
• SMS-SC (Short Message Service – Service Center) : cette entité est très importante dans le traitement des messages courts.
• PCU (Packet Control Unit) : cet équipement gère les fonctions de couches basses, c'est-à-dire les protocoles RLC, MAC, contrôle de puissance, adaptation des débits, … pour envoyer sur le réseau « GPRS ». Il gère les fonctions de transmissions et d’acquittements.
• SGSN (Serving GPRS Support Node) : serveur d’accès au service GPRS (équivalent au MSC), et qui gère les MS présentes dans une zone donnée. Son rôle est de délivrer des paquets aux MS.
• GGSN (Gateway GPRS Support Node) : routeur connectant le réseau GPRS et un réseau externe de commutation par paquets (IP ou X.25). Il sert de passerelle entre les SGSN du réseau GPRS et les autres réseaux de données.
3.1 Les différents sous ensembles :
De nombreux équipements sont présents dans l’architecture d’un réseau GPRS :
3.1.1 Equipement utilisateur :

Il est composé du terminal utilisateur (TE) ainsi que de la carte SIM. Ceci est appelé la MS.

Celui-ci est raccordé au sous-système radio par l’interface Um.
3.1.2. Sous-système radio :
Ce sous-système radio est appelé BSS (Base Station System).

Il est composé de la BTS et la BSC.

Ce sous-système radio est connecté au sous-système réseau GSM via l’interface A, et au sous-système réseau GPRS via l’interface Gb.
3.1.3. Sous-système réseau GSM :

Ce sous-système réseau GSM est composé des MSC/VLR, HLR et EIR qui sont très peu implémentées compte tenu du coût de ce genre d’équipement.

De plus, les équipements SMS-GMSC et SMS-IWMSC font partie de ce sous-système, mais ils sont utilisés dans le sous-système réseau GPRS, car tout utilisateur GPRS comme tout utilisateur GSM, peut émettre et recevoir des messages courts.
3.1.4. Sous-système réseau GPRS :
Le sous-système réseau GPRS se compose principalement des SGSN et des GGSN.

D’autres éléments sont nécessaires au bon fonctionnement du réseau GPRS, mais ils ne sont pas représentés ici par souci de clarté. Nous les retrouverons plus tard, dans la figure 6, lors de la description fonctionnelle du GPRS.
3.2- Les interfaces, une nécessité pour interconnecter les équipements :


Ces différents sous-systèmes sont connectés entre eux via différentes interfaces que nous allons décrire maintenant afin de mieux comprendre le rôle de chacune.

• interface Um : c’est l’interface radio entre le terminal et le sous-système radio. En réalité, cette interface est nommée interface « air ».
• interface A bis : cette interface relie les deux équipements du sous-système radio.
• interface A : cette interface relie le sous-système radio via la BSC, et le sous-système réseau GSM via le MSC/VLR.
• interface Gb : cette interface est définie entre le sous-système réseau GSM et le sous-système réseau GPRS.
• interface Gn : cette interface est définie entre deux nœuds GPRS (SGSN ou GGSN) appartenant au même réseau PLMN GPRS. Remarquons qu’un réseau de mobiles est appelé Public Land Mobile Network (PLMN), cette notion est importante à noter. Les messages IP ou X.25 sont transportés entre les nœuds GPRS, par tunnelling grâce au protocole GTP (GPRS Tunnelling Protocol).

• interface Gs : cette interface, définie entre le SGSN et le MSC/VLR, est optionnelle. Elle permet au SGSN d’envoyer par exemple des informations de localisation au MSC/VLR et d’éviter des échanges redondants de signalisation liés à la gestion de la mobilité entre le terminal mobile et le SGSN, puis entre le terminal mobile et le MSC. Le SGSN peut aussi recevoir des requêtes de paging émises par le MSC/VLR pour le service GSM.
• interface Gd : cette interface est définie entre les entités fonctionnelles qui permettent respectivement d’acheminer des SMS à destination d’un terminal mobile et de relayer des SMS émis par un terminal mobile (appelés SMS-GMSC et SMS-IWMSC), et le SGSN pour offrir à un terminal mobile GPRS la possibilité d’émettre et de recevoir des SMS via des canaux radio GPRS.
• interface Gr : cette interface est définie entre le SGSN et le HLR pour des échanges de données liés aux profils de données des abonnées et à la gestion de la mobilité.
• interface Gc : cette interface, définie entre le GGSN et le HLR, est optionnelle et sert au GGSN pour demander au HLR des informations de localisation concernant un terminal mobile.
• interface Gf : cette interface relie un SGSN et un équipement de type EIR pour les échanges liés à l’identification du terminal.
• interface Gi : cette interface, définie entre le GGSN et les réseaux de données par paquets externes, permet les échanges entre le réseau GPRS et le monde extérieur.
• interface Gp : cette interface définie entre deux PLMN différents est équivalente à l’interface Gn avec, en plus des fonctions de sécurisation entre les deux PLMN.
Cependant, seules les interfaces Gb (entre le sous-système radio et le SGSN), Gn (entre des nœuds GPRS, à savoir SGSN et GGSN) et Gr (entre le SGSN et le HLR) sont obligatoires.

Les autres interfaces sont optionnelles, et leur mise en œuvre dépend des choix des fonctions d’inter fonctionnement entre le GSM existant et le GPRS.



  1. Pile protocolaire et canal radio GPRS :


Les différentes couches présentes dans les différents équipements du réseau GPRS :
4.1. Pile protocolaire :
La pile protocolaire entre le terminal mobile, qui est la MS, et le GGSN.

En effet, pour établir une voie de communication entre le terminal mobile et le GGSN, on utilise 2 protocoles :
• le protocole LLC : entre le terminal et le SGSN.
• le protocole GTP : entre le SGSN et le GGSN, GTP s’appuyant soit sur TCP (transport avec acquittement), soit sur UDP (transport sans acquittement).


En effet, dans GPRS, un MS ne gère pas une mais des piles de protocoles situés dans deux plans différents :
• plan de signalisation.

• plan de transmission.
Le plan de signalisation sert à assurer la gestion de la mobilité (MM : Mobility Management), quant au plan de transmission, il sert à transférer toutes les données utilisateurs.

Cependant, seuls les sommets de ces deux piles diffèrent.
Dans le plan signalisation, on trouve au sommet la couche GMM (GPRS Mobility Management), surmontées des couches SM (Session Management) et GSMS (GPRS SMS).
Dans le plan transmission, on trouve au sommet de la pile SNDCP (SubNetwork Dependent Convergence Protocol)

4.1.1. Les couches de la pile protocolaire :
4.1.2.1. Couche Physique :
Cette couche Physique se subdivise en deux sous-couches, et s’occupe du codage du canal
• la RFL (Physical Radio Frequency Layer) est la couche la plus basse de la pile protocolaire, et est responsable de la modulation et démodulation. C’est en en fait le modem du terminal.

• la PLL (Physical Link Layer) :

- fait le lien entre la couche MAC et le modem.

- transporte les paquets RLC/MAC.

- réalise le codage du canal.

- surveillance et évaluation de la qualité du signal radio.

- gestion de la batterie.

- contrôle de la puissance de transmission.

- détecte la congestion sur le canal.

4.1.2.2. Couche MAC :
Le protocole MAC (Medium Acces Control) :
• permet aux terminaux mobiles de partager le médium commun de transmission.

• contrôle l’accès aux canaux radio (messages de signalisation de type demande et allocation de canal).

• fournit le multiplexage des données, c'est-à-dire le multiplexage temporel TDMA qui permet d’utiliser plusieurs time slots dans une trame TDMA.

• permet à un terminal mobile (MS) d’utiliser plusieurs canaux physiques (PDCH : Packet Data CHannel) en parallèle.

• fournit les procédures de file d’attente et d’ordonnancement pour un trafic de données entrant vers le terminal.

• fournit l’arbitrage entre les terminaux mobiles qui tentent d’accéder simultanément au médium commun de transmission, pour un trafic originaire du terminal mobile.

• réservation du canal.

• contrôle les débits de download et d’upload.

• réalise les différents canaux logiques nécessaires pour le partage du médium commun de transmission par différents terminaux mobiles.
4.1.2.3. Couche RLC :
Le protocole RLC (Radio Link Control) :
• interface permettant de transmettre les LLC PDU entre les couches LLC et MAC.

• segmentation et réassemblage des paquets LLC PDU en blocs RLC/MAC.
• fonctionne en mode acquitté et non acquitté selon la qualité de services demandée.

• détection des paquets RLC erronés.

• retransmission des paquets RLC erronés si le mode acquitté est requis.

• contrôle la liaison radio et fournit un lien fiable dépendant de la technologie radio utilisée (le contrôle d’erreurs et le contrôle de flux sont adaptés aux canaux GSM).
4.1.2.4. Couche NS :
Le protocole NS (Network Service) transporte les PDU BSSGP.
4.1.2.5. Couche BSSGP :
Le protocole BSSGP (Base Station System GPRS Protocol) :
• relaie les trames LLC sans garantie d’intégrité.

• transporte les informations liées au routage et à la qualité de service entre le BSS et le SGSN.

• ne fait pas de correction d’erreur.

• gère le trafic entre les cellules et le SGSN.

• indique toujours la cellule courante.
4.1.2.6. Couche LLC :
Le protocole LLC (Logical Link Control) :
• fournir un lien logique fiable et sécurisé le terminal mobile et le SGSN.

• transporte les paquets de données utilisateur (PDU SNDCP), ou la signalisation entre le terminal mobile et le SGSN.

• doit être indépendant des protocoles sous-jacents à l’interface radio pour permettre l’introduction de nouvelles solutions radio pour GPRS avec un minimum de changements.

• réalise des fonctions de chiffrement, de contrôle de flux, de contrôle de séquence.

• permet de faire une distinction de qualité de services entre les différents types d’utilisateurs.

• fonctionne en mode acquitté et non acquitté.

• fournit la détection et la correction des erreurs de transmission, s’il est utilisé en mode acquitté.

• signale uniquement les erreurs sans les corriger, s’il est utilisé en mode non acquitté.
4.1.2.7. Couche SNDCP :

Le protocole SNDCP (SubNetwork Dependent Convergence Protocol) :
• transporte de façon transparente les unités de données de la couche de protocole réseau utilisée par l’application (IP ou X.25), à savoir qu’un changement de protocole de couche réseau n’induit pas un changement de toutes les couches de protocoles GPRS, mais seulement du SNDCP.

• gère la compression et décompression des en-têtes, de façon à augmenter l’efficacité des canaux.

• gère la compression et décompression des données.
• assure le respect de la séquence des messages, la segmentation et la reconstitution des paquets de données pour fournir des blocs de données de taille acceptable pour le protocole LLC.
4.1.2.8. Couche GMM :

Le protocole GMM (GPRS Mobility Management) gère l’itinérance du terminal dans le réseau GPRS.

4.2. Canal radio GPRS :
On s’intéresse au canal radio et comment transmettre les paquets sur celui-ci :
4.2.1. Time slot :
En effet, en première partie de ce rapport, nous avons expliqué comment avec GPRS l’on peut obtenir des vitesses supérieures à celles de GSM, grâce à l’utilisation du multiplexage temporel TDMA.

Une trame TDMA est composée de 8 time slots qui en sont les éléments élémentaires.

Voyons en détail un time slot :



Figure : Détail d’un time slot
Un time slot est composé de plusieurs parties :
• en-tête.

• en-queue.

• burst : élément du signal transmis. C’est dans cet élément que se trouvent les données. Il est divisé en deux sous parties, ceci sert pour l’entrelacement des trames.

• séquence d’apprentissage : suite d’éléments binaires possédant des caractéristiques particulières d’auto corrélation. Elle permet au récepteur de se synchroniser sur l’émetteur et d’analyser la qualité du signal reçu.

• période de garde : utilisée pour éviter les chevauchements entre les slots.
4.2.2. Des couches hautes vers les couches basses :
Pour transmettre des paquets sur le canal radio, le terminal fonctionnant en mode GPRS doit les transformer en bursts, qui seront alors multiplexés sur des canaux physiques PDCH (Packet Data CHannel).


• Couche Réseau :

Elle fournit un paquet (en-tête + données) à la couche inférieure SNDCP.
• Couche SNDCP :

Elle segmente le paquet et ajoute un en-tête à chaque segment.

Les segments obtenus ne doivent pas dépasser 1200 octets et sont fournis à la couche LLC.
• Couche LLC :

Elle ajoute un en-tête, et un champ de contrôle d’erreurs à chaque segment, puis transmet les trames ainsi formées à la couche RLC / MAC.
• Couche RLC / MAC :

Elle découpe chaque trame reçue en blocs après avoir ajouté un en-tête, un champ de contrôle d’erreur et un champ de bits de traînée à chaque morceau, puis transmet les blocs à la couche physique.

Enfin, c’est elle qui contrôle l’accès aux canaux en réalisant le multiplexage temporel TDMA.
• Couche PLL :

Elle réalise alors, pour chaque bloc, un codage de canal CS1 à CS4 (que nous avons déjà mentionné en début de ce rapport), afin de réaliser des blocs encodés de longueur fixée à 456 bits (c'est-à-dire 4 bursts de 114 bits), qui doivent être placés dans des trames TDMA successives.
4.2.3. Codage du canal, une protection contre les erreurs :
La couche physique se subdivise en deux sous couches : la RFL et la PLL, comme nous l’avons vu précédemment.

Le codage du canal est effectué par la couche PLL, et nous allons nous intéresser au principe du codage.

Cependant, nous donnerons une définition générale et non un détail profond de ce codage car cela sort du cadre de ce rapport.

La couche PLL réalise un codage convolutionnel avec poinçonnage, et dont le principe est le suivant :
On a un codeur qui en entrée reçoit n bits, et ressort kn bits, où 1/k est le taux de codage



Ainsi, pour coder les i bits du segment RLC/MAC (c'est-à-dire la charge utile du bloc), on utilise un codage convolutif (n, k).

Selon la rapidité de modulation, de la taille du segment RLC et du taux n/k souhaité, on utilisera l’un des quatre codages CS suivant :


Codage CS

Taux de codage

i

BCS

BH

Tail

Bloc encodé

Poinçonnage

Rapidité de modulation (kbits / s)

CS1

0,5

181

40

3

4

456

0

9,05

CS2

0,66

268

16

6

4

588

132

13,4

CS3

0,75

312

16

6

4

676

220

15,6

CS4

1

428

16

12

0

456

0

21,4


Grâce aux explications sur le codage du canal, nous avons un détail supplémentaire sur les types de codage utilisés dans GPRS.


  1. Bilan sur le GPRS :



5.1. Avantage :
Il se dégage trois avantages principaux dans GPRS :

  • Le premier est le débit. En effet, GPRS a un débit supérieur à celui du GSM. On peu atteindre théoriquement un débit de 171,2 kbit/s.




  • Le second est la commutation de paquets. En effet, cette méthode permet de ne pas monopoliser les ressources radios lors de la consultation sur Internet, consultation d’email, etc…

De plus, avec la commutation de paquets, on peut interconnecter le réseau GPRS avec un réseau de données paquets externe tel qu’un réseau IP ou X.25.


  • Enfin, le dernier avantage non négligeable, est l’apparition de la tarification au volume. Cela permet à un utilisateur de ne plus se soucier du temps de téléchargement des données, il payera seulement la taille de ce téléchargement et non sa durée.



5.2. Limites :
Bien que GPRS apporte une réelle avancée dans le monde de l’Internet mobile, il existe des limites :
Le débit réel observé est très inférieur à celui annoncé dans les spécifications du protocole. En effet, on peut constater qu’en moyenne, le débit est d’environ 50 kbit/s, et l’on peut atteindre un débit d’environ 115 kbit/s dans des conditions optimales.

En fait, la réalité montre que l’on est plus souvent proche des 50 kbit/s que des hauts débits.

Ceci peut poser un problème au développement du GPRS et mettre en frein, car sur le papier on nous propose des débits intéressants, et en réalité, il y a une grande différence.

Egalement, une autre limite est le coût de la mise en place de l’infrastructure GPRS.

En effet, bien que GPRS utilise une partie de l’architecture GSM, comme nous l’avons vu dans ce rapport, la mise en place des équipements GPRS est onéreuse.

De plus, avec l’arrivée des nouvelles technologies (3G par exemple), les opérateurs de téléphonie mobile peuvent hésiter à investir dans une technologie qui va être dépassée prochainement.


  1. Conclusion :



Le service GPRS, technologie 2,5G, est implémenté sur une majeure partie du réseau du GSM, et permet alors l’accès à l’Internet mobile avec des débits beaucoup plus élevés que dans GSM.
Ainsi, comme nous avons pu le voir, lors de ce rapport, le GPRS est basé sur le réseau GSM existant ainsi que son sous-système radio. Cependant, malgré ce gros avantage, les spécialistes du marché sont devant un dilemme.
En effet, vu les limites que nous avons évoquées, on peut se demander si mettre en place un réseau GPRS est intéressant au point de vue financier.

La réponse que l’on peut apporter à ce problème est oui. Il ne faut pas oublier que GPRS est assez facile à mettre en œuvre malgré des coûts onéreux.
Donc, l’avenir se tournant vers des technologies de troisième génération, 3G, telle que l’UMTS, on peut penser que le GPRS a encore un bel avenir devant lui. Il pourra être un complice à cette technologie 3G et prendre le relais si la couverture n’est plus assurée.
Enfin, terminons en précisant que GPRS est le premier protocole à commutation par paquets dans le monde de l’Internet mobile, et c’est lui qui fait découvrir aux utilisateurs les possibilités en matière de services, etc.… que l’on peut avoir avec un terminal mobile.


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