CHAPITRE 3:
ETUDE DETAILLEE DES RESEAUX
4G
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ETUDE DES PERFORMANCES DES RESEAUX 4G
INTRODUCTION
.Contrairement aux autres générations, la 4G se
distingue par le besoin de développer de nouvelles normes et de nouveaux
standards. Les systèmes 4G sont complètement orientés vers
l'utilisateur final, en fournissant des services variés à haut
débit et sans coupure à travers les réseaux. Toutefois, la
migration des systèmes actuels vers la 4ème
génération constitue un énorme défi. Dans la
littérature, plusieurs travaux abordent ce problème en
considérant plusieurs aspects.
Dans ce chapitre nous allons mettre en exergue la migration
de la 3G vers la 4G tout en parlant des technologies WIMAX et LTE et des
caractéristiques de chacun des techniques qu'elles exploitent.
1. La LTE
Le LTE (Long Term Evolution) est une évolution des
normes de téléphonie mobile GSM/EDGE, CDMA2000, TD-SCDMA et UMTS
.La norme LTE, définie par le consortium 3GPP1, a d'abord
été considérée comme une norme de troisième
génération « 3.9G » (car proche de la 4G),
spécifiée dans le cadre des technologies IMT-2000, elle ne
satisfaisait pas toutes les spécifications techniques imposées
pour les normes 4G par l'Union internationale des
télécommunications (UIT). La norme LTE n'est pas figée, le
consortium 3GPP la fait évoluer en permanence (en général
une nouvelle version tous les 12 à 18 mois).En octobre 2010, l'UIT a
reconnu la technologie LTE-Advanced (évolution de LTE définie par
le 3GPP à partir de sa release 10) comme une technologie 4G à
part entière ; puis, il a accordé en décembre 2010, aux
normes LTE et WiMAX définies avant les spécifications «
IMT-Advanced » et qui ne satisfaisaient pas complètement à
ses prérequis, la possibilité commerciale d'être
considérées comme des technologies « 4G », du fait
d'une amélioration sensible des performances comparées à
celles des premiers systèmes « 3G » : UMTS et CDMA2000.Les
réseaux mobiles LTE sont commercialisés sous l'appellation «
4G » par les opérateurs de nombreux pays, par exemple : Proximus,
Base, VOO Mobile et Mobistar en Belgique, Swisscom en Suisse, Verizon et
AT&T aux États-Unis, Vidéotron, Rogers Communications et
Fido
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Solutions au Canada, Orange, Bouygues Telecom, SFR et Free
Mobile en France, Algérie Télécom en Algérie...Le
LTE utilise des bandes de fréquences hertziennes d'une largeur pouvant
varier de 1,4 MHz à 20 MHz dans une plage de fréquences
théorique de 450 MHz à 3,8 GHz, permettant ainsi d'obtenir (pour
une bande 20 MHz) un débit binaire théorique pouvant atteindre
300 Mbit/s en « liaison descendante » (downlink, vers le mobile) ; la
« vraie 4G », appelée LTE Advanced1 offrira un débit
descendant pouvant atteindre 1 Gbit/s ; ce débit nécessitera
l'utilisation de bandes de fréquences de 2×100 MHz de largeur qui
sont définies dans les versions 10 et 11 (3GPP releases 10 et 11) de la
norme LTE Advanced1
1.1-Les Caractéristiques Fondamentales de la
LTE
La technologie LTE (Long Term Evolution) s'appuie sur un
réseau de transport à commutation de paquet IP. Elle n'a pas
prévu de mode d'acheminement pour la voix, autre que la VoIP,
contrairement à la 3G qui transporte la voix en mode circuit.
Le LTE utilise des bandes de fréquences hertziennes
d'une largeur pouvant varier de 1,4 MHz à 20 MHz, permettant ainsi
d'obtenir (pour une bande 20 MHz) un débit binaire théorique
pouvant atteindre 300 Mbit1s en « downlink », alors que la "vraie 4G"
offre un débit descendant atteignant 1 Gbit1s.
La technologie LTE repose sur une combinaison de technologies
sophistiquées à même d'élever nettement le niveau de
performances (très haut débit et faible latence) par rapport aux
réseaux 3G existants. Le multiplexage OFDMA (Orthogonal Frequency
Division Multiple Access) apporte une optimisation dans l'utilisation des
fréquences en minimisant les interférences. Le recours à
des techniques d'antennes multiples (déjà utilisées pour
le Wi-Fi ou le WiMax) permet de multiplier les canaux de communication
parallèles, ce qui augmente le débit total et la
portée.
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