# [TC3] TD2 ARM
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## Principes fondamentaux

Différence de la gestion de la mobilité entre 2G/3G/4G et le mobile IP.

### Réseau cellulaire

2 mobilités :
- microscopique => trafic actif (voix, SMS, Web ...), handover (handoff) ou mécanisme de transfert intercellulaire, présence de ressources dédiées (ex : une personne se déplace en appelant, son appel n'est jamais coupé, même si elle change de station de base => on cherche un maintenir le trafic) ; On est ici sur la gestion de la ressource radio essentiellement ;
- macroscopique (itinerance/roaming) : se deplacer d'une grande distance et d'être capable de passer un appel à destination. Il n'y a pas de trafic => cela correspond à un mode veille ou au redémarrage du téléphone.

Tout cela se base sur la découverte et l'écoute de l'envirronement radio
=> existence d'un canal broadcast (BCH) qui émet périodiquement en lien descendant (DL) qui donne des infos sur l'opérateur, les cellules voisines etc ...
=> mobile se connecte à une cellule grâce à ces messages broadcast

### Exercice 1
Schéma de la procédure GSM :

BSS : sous-système radio (surtout en 2G) = réseau d'accès
PBGT(n) : Bilan de liaison de la station de base (n), sert à faire un summary des stations de base possibles
RX_LEV : Niveau de puissance RX (eg RSSI) != RX_QUAL : qualité du lien radio (taux d'erreur binaire quantifié)
Etat 1,2,3 : mécanisme de gestion du handover

Info de la station de base

**Relevé RXLEV**
+ Si *Power Fail* :
La cause du handover := fail de power control
Calcul du PBGT
***Etat 1 (qu'est-ce ?)***
+ Si *Power OK* :
Calcul du PBGT
**Test du RXLEV**
+ Si *< L_RXLEV* (puissance des stations voisinnes) :
Cause du handover := puissance de la station moins élevée qu'une station voisine
***Etat 1***
+ Si *> L_RXLEV* :
**Test du RXQUAL**
+ Si *> L_RXQUAL* :
Cause du handover := qualité de la station moins élevée qu'une station voisinne
**Test du RXLEV**
+ Si *> L_RXLEV_IH* :
***Etat 1***
+ Si *< L_RXLEV_IH* :
***Etat 2***
+ Si *< L_RXQUAL* :
**Test de distance**
+ Si *> MAX_MS_DISTANCE* :
Cause du handover := distance trop élevée
***Etat 1***
+ Si *< MAX_MS_DISTANCE* :
**Test du PBGT**
+ Si *> HO_MARGIN* :
Cause du handover := PBGT
***Etat 3***
+ Si *< HO_MARGIN* :
***On reste sur la même station de base***

Machine à état qui determine la cause du Handover.
RXLEV/RXQUAL UL/DL : vecteur à 4 composantes.

Distance => rapport aux edges users, qui utilisent une puissance maximale pour émettre, augmentant les interférences

Etat 1 : Handover intra-cellulaire
Etat 2 : Handover extra-cellulaire

### Exercice 2

**Paging** : on envoie sur toutes les stations de base de la localisation d'un equipement mobile pour savoir dans quelle cellule elle est
**\+** facilité de gestion
**\-** saturation des ressources radios
Envoie de messages PCH (Paging Channel)
localisation / relocalisation

**Zone de localisation** : ensemble de cellules, à l'interieure de laquelle on n'effectue pas de mise à jour de la localisation.
=> Permet de simplifier la gestion de mobilité
**Paging** : recherche d'abonnés par la station de base. Utilise des messages PCH (paging channel : user-id + raison de la demande de localisation).

Si uniquement du paging => pas de zones de localisation
1 Opérateurs (~1 techno) => 20000 stations de bases
coût de localisation nul car il n'y en a pas
Au moment où l'on a besoin de savoir où se trouve un utlisateur, on opère un paging dans tout le réseau => très couteux

Localisation à la cellule près => pas de paging
Quand un utilisateur change de cellule (à chaque déplacement), il y a une mise à jour de localisation
coût de localisation peu chère

Il faut donc faire un compromis entre les deux

### Exercice 3

On s'intéresse ici au coût de localisation

#### Une seule zone de localisation

cellule 1 : charges = 9+6+8+6 = 29(on somme les messages de paging de la cellule avec les messages de paging des autres cellules car il n'y a qu'une zone de localisation)

cellule 2, 3, 4 : charge = 29 (9+6+8+6)

#### Une zone de localisation par cellule

cellule 1 : charge = 14 (on compte le paging de la cellule et les mises à jour de localisation)

cellule 2 : charge = 20

cellule 3 : charge = 22

cellule 4 : charge = 13

Conclusion, pour diminuer le trafic de controle, il est préférable d'augmenter le nombre de zones de localisations.

#### Une autre organisation pour diminuer le coût de contrôle et algorithme

* Etape 1 : 1 cell/1 zone de localisation
* Etape 2 : cellule la plus chargée : interraction avec cell voisines
Poids du pagging vs poids de la mobilité avec cell voisines

Et ainsi de suite.

### Exercice 4

On doit faire différentes synchronisations :
- d'abord une synchronisation physique en fréquence ;
- puis une synchronisation logique ;
- enfin une synchronisation en temps ;

Problème d'effet Doppler dû au déplacement (surtout à grande vitesse)

FCH (frequentiel chanel) => une sinusoïde sur laquelle on essaye de se caler

#### 4.1

Après le calage en fréquence, on connaît la fréquence de la station de base. On est alors capable de reconnaître une séquence d'apprentissage, indiquant que le prochain slot est la voie balise. Cette voir permet de diffuser des informations de synchronisations.

#### 4.2

Multi-trame => 12 trames TCH de trafic, une trame SACH (permet de remonter les mesures des utilisateurs en UL et de gérer le contrôle de puissance en DL), puis 12 trames TCH et enfin une trame Idle permettant une fenêtre de scrutation => l'utilisateur scrute les cellules voisines pour préparr le handover

#### 4.3

On calcule le débit d'une trame SACCH :
On rapelle en TDMA : 1 slot = 576,8µs.

Transmission d'un slot SACCH toutes les multi-trames.
=> 26x8 slots = 208 slots
208 * 576,9 µs ~ 120 ms
114bits / 120ms = 950 bits/s

#### 4.4

RACH : random access channel. Pour faire la demande de ressource, ALOHA slotté

Canneau logique ~546.95µs
RACCH ~329.8µs

Sans syncro temporelle on ne connait pas le début d'un slot. Pour éviter d'écraser le slot d'un autre utilisateur, on diminue la taille du burst. On réduit ainsi la probabilité de déborder sur un slot voisin.
Phénomène lié au décalage en temps entre l'utilisateur et la station de base.


Une fois en cours de trafic, on utilise le mécanisme de Timing Advance, permettant de maintenir la synchronisation temporel entre l'utilisateur et la station de base. La station de base indique si l'utilisateur est en avance ou en retard pour son slot, au moment ou elle recoit le paquet et donc comment le telephone doit se corriger.

Taille maximale théorique d'une cellule : ~37,8km.
(546,43-324,9)*300 000 * 10^-6^ / 2 = 33.22

#### 4.5
Il est necessaire d'attendre avant de transmettre pour pouvoir écouter le voisinnage et se resyncroniser avant de devoir emettre.

On doit ainsi avoir une periode de scrutation de 12 slots.
Difference de
3 slots de scrutation entre voix montante et descendante.
1 slot Idle vx montante
Puis 4 slots jusqu'à la fin de la trame TDMA
1 slot Idle vx descendante puis 3 slots avant de transmettre voix montante.