# [Lise & Thibaut & GetGet & Delams & Noé] Tentative de correction d'annale Juillet 2018 - *ARM*
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## Lexique

### A

AGCH
: Access Grant Control Channel, en GSM pour affecter un SDCCH et DTCH à l'UE

AS
: Access Stratum, protocole lié à la gestion des ressources radios, chiffrement, compression, handover

### B
BCCH
: Broadcast Control Channel, compris dans le BCH, envoyer des informations sur la cellule, permet la synchronisation en temps et en fréquence, contient le SIB

BSC
: Base Station Controller, gestion des BS, en GSM

BS
: Station de base

### C

CCCH
: Common Control Channel (uplink et downlink), utilisé pendant la phase d’attachement et pour des infos de contrôle

### D

DCCH
: Dedicated Control Channel, utilisé pour transmettre les informations de controle (indicateur qualité, info handover)

DTCH
: Dedicated Traffic Channel, pour transmettre les données

PCH
: Paging Channel, pour notifier un UE d'un appel

### E

eNodeB
: BS en 4G

EIR
: Equipment Identity Register, permet de savoir si un équipement est autorisé sur le réseau

### F

FCCH
: Frequency Correction Channel, (DL only) compris dans le BCH

FACCH
: Fast Associated Control Channel, pour augmenter le débit, juste en GSM

### H

HLR
: Home Location Register, gestion de la localisation des utilisateurs, en 1G/2G que le HLR

HSS
: Home Subscriber Server, en 3G, 4G, surcouche du HLR, gestion des sessions et droits des utilisateurs

### I

IMEI
: International Mobile Equipment Identity, permet d'identifier le téléphone physique (lié à l'équipement) utilisé dans la procédure d'attachement

IMSI
: International Mobile Subscriber Identity, identifier dans la carte SIM, utilisé dans la procédure d'attachement

### L

LAI
: Location Area Identity, identifiant unique de zone de localisation composé du MCC + MNC + Localisation Area Code.

### M

MME
: Mobility Management Entity, gère la signalisation en LTE, handovers, dialogue avec le HSS pour gérer les utilisateurs et leur localisation

MSC
: Mobile Service Switching Center, chargé du routage dans le réseau de l'opérateur, passerelle avec les autres réseaux, gestion de la voix de plusieurs BSC, associé à une VLR, en GSM

### N

NAS
: Non Access Stratum, protocole entre le cœur de réseau et l’UE donc BS transparente, utilisé pour établir des sessions de communication et pour assurer la continuité des communications lors de la mobilité

NodeB
: BS en 3G

### P

PDCP
: Packet Data Convergence Protocol, gère la sécurité et le chiffrement du lien

PCH
: Paging Control Channel, utilisé pour notifier l'UE d'un appel entrant

### R

RACH
: Random Access Channel, dans le CCCH, utilisé pour accéder au réseau lors de la procédure d'attachement

RRC
: Radio Resource Control, protocole de gestion du lien radio (établissement de session avec la BS, configuration, rupture)

### S

SACCH
: Slow Associated Control Channel, utilisé pour le Timing Advance et de la remontée de ressources ainsi que du contrôle de puissance en boucle fermée, utilisé dans la trame 13 et 26, juste en GSM

SCH
: Synchronisation Channel, dans le BCH, synchro en temps, permet de décoder les bits avec séquence d'apprentissage connue

SIB
: System Information Block, information de la cellule (LAI), le planning de transmission d’info, config de ressource radio

SMSC
: SMS center, serveur de gestion des SMS (rétention, localisation)

SGSN
: Serving GPRS Support Node, permet l'acheminement des données dans les réseaux GSM, UMTS, Edge (Equivalent du MME)

SDCCH
: Standalone Dedicated Control Channel (transmission de signalization et de SMS), juste GSM

### T

TCH
: Transport Channel, transporte la parole, il est donc présent en uplink et downlink, ressource dédiée à l’opérateur

TMSI
: Temporary Mobile Subscriber Identity, IMSI temporaire dans le réseau, formé du mMEC (identifiant du contrôleur du coeur de réseau) et du m-TMSI (id unique qui identifie l'utilisateur)

### U

UE
: User Equipment

### V

VLR
: Visitor Location Register, entité qui connait les infos sur les utilisateurs (Localisation, statut (on/off)...), lié à un MSC (dans le MME, SGSN), beaucoup de données similaire au HSS mais temporaire.

## Exercice 1 : Redirection d’appel

*Alicia appelle son frère Benoit sur son mobile, mais celui ci ne répond pas. Les deux sont connectés au réseau GSM du meme opérateur.*

1. *Quels sont les canaux logiques utilisés dans ce cas ?*

Les canaux utilisés vont être le DCCH est réservé pour les informations de controle, le DTCH est réservé pour transmettre la voix, le PCCH pour que l'UE de Benoit sache qu'il a un appel.

*Benoit bénéficie d’un service de redirection d’appel. L’appel d’Alicia est donc redirigé vers le poste fixe de Benoit.*

2. *Détaillez les échanges au niveau NAS nécessaires dans ce scénario*

Les échanges sont :
+ CM Service Request
+ CM Service Accept
+ CC Setup
+ CC Call Proceeding
+ CC Alerting

3. *Quels sont les équipements du réseau GSM impliqués dans la communication ?*

Le MSC, la VLR, GSMC, HLR

4. *Comment se fait la facturation dans ce cas ?*

C'est à Benoît de payer pour la redirection d'appel vers son fixe.

## Exercice 2 : Handover en UMTS

*Le réseau UMTS permet la mise en place d’un mécanisme de soft handover.*

1. *Expliquez le concept de soft handover.*

Un handover est dit "soft" quand l'UE passe d'un NB à un autre sans interruption. Il y a un moment où l'UE est connecté aux deux NB. Le lien entre l'UE et l'ancien NB est arrêté après l'établissement du nouveau.

2. *Quelles propriétés du réseau d’accès rendent possible le soft handover ?*

L'UE fait du power control avec les BS pour chacune des connexions actives. On a également un tunneling des données entre les deux NodeB pour permettre une continuité de l'acheminement des données.
Le soft handover est possible en UMTS car plusieurs NodeB dépendent d'un seul et même controleur (BSC).

3. *Détaillez les échanges de messages nécessaires et les canaux logiques impliqués dans le processus de handover.*

participant UE
participant NodeB Source
participant NodeB Target
participant SGSN
UE->NodeB Source: RRC Measurement Report
Note right of NodeB Source: Handover Decision
NodeB Source -> NodeB Target: Handover Request
note left of NodeB Target: Le NodeB Target établi un nouveau lien
NodeB Target -> NodeB Source: Handover Request Ack
note right of UE: Permet de reconfigurer le lien
NodeB Source -> UE: RRC Connection Reconfiguration
UE -> NodeB Target: RRC Connection Request
note right of UE: Une fois la connexion établie
UE -> NodeB Target: RRC Connection Complete
NodeB Target -> SGSN: Path Switch Request

L'UE et le NB utilisent le canal DCCH pour dialoguer quant au handover.

4. *Dans quel état RRC doit se trouver l’utilisateur afin qu’un handover ait lieu? Que se passe-t-il dans les autres états ?*

Il faut que l'UE soit dans un état RRC connected. Dans le cas ou l'UE n'est pas en mode RRC Connected, il n'y a pas de handover mais juste une mise à jour de la LAC.

## Exercice 3 : Notifications dans un réseau LTE

*Des nombreuses applications utilisent aujourd’hui des notifications envoyées depuis un serveur sur un équipement mobile.*

1. *Quels sont les canaux logiques nécessaires pour recevoir une notification si l’utilisateur est en mode RRC IDLE ?*

En IDLE, il est nécessaire de passer en CONNECTED avant de recevoir la data.
PCCH pour le paging, BCCH pour la synchro + SIB, CCCH pour le RRC Setup, DCCH pour les informations de controle, DTCH pour recevoir la data

2. *Quels sont les canaux logiques nécessaires pour recevoir une notification si l’utilisateur est en mode RRC CONNECTED ?*

DTCH pour recevoir la data, DCCH pour les infos de controle

3. *Quels sont les protocoles du plan données (des couches 2 jusqu’à 7) impliqués dans la réception d’une notification ?*

MAC, RLC, PDCP, RRC (ou S1AP), TCP, Protocoles de notification propriétaires.
http://blogs.univ-poitiers.fr/f-launay/tag/s1ap/

*Afin de recevoir les notifications, l’utilisateur doit maintenir une connexion TCP avec le serveur de notifications.*

4. *Quelles sont les ressources nécessaires dans le réseau mobile pour mettre en place cette connexion ?*

Les ressources utilisées par la connexion TCP sont contenues dans les messages RRC :
+ **port UE/@IP UE privé**
+ **port UE/@IP UE public** entre le PGW et serveur de notification Google/Apple
+ **id-MME**
+ **id-eNodeB**
+ **TMSI** pour identifier l'UE

5. *Détaillez ce qui se passe avec ces ressources dans le cas d’un utilisateur mobile, qui se déplace dans le réseau.*

On change l'**id-eNodeB**, l'**id-MME** si jamais l'UE change de zone de localisation.
Le **port UE** et l'**@IP UE** et le **TMSI** ne vont pas changer, ceci permet de garder la connexion ouverte malgré les différents handovers.
*Quel est l'équipement qui route les paquets/qui maintient les tables de routage ?*

## Exercice 4 : Handover de groupe.

*Plusieurs situations existent où les utilisateurs d’un réseau mobile se déplacent en groupe (e.g. dans un métro, dans un TGV, sur une autoroute). Cette mobilité génère des handovers pour les utilisateurs connectés au réseau d’accès.*

1. *Rappelez le role du canal d’accès aléatoire RACH dans le processus de handover dans un réseau LTE.*

RACH utilisé pour faire de la synchro avec le nouvel eNodeB à l'aide de préambule connu. Peut assigner des ressources uplink.
http://www.eventhelix.com/lte/handover/s1/

2. *Quels problèmes peut générer un nombre important d’utilisateurs qui se déplacent en meme temps entre deux eNodeBs ?*

Si il y a trop d'handovers en même temps, cela peut saturer les canaux de controle et donc on est obligé de refuser des UE.

3. *Décrivez le role du SGW dans le processus de handover.*

participant UE
participant eNodeB Source
participant eNodeB Target
participant MME
participant SGW
UE->eNodeB Source: RRC Measurement Report
Note right of eNodeB Source: Handover Decision
eNodeB Source -> eNodeB Target: Handover Request
note left of eNodeB Target: Le eNodeB Target établi un nouveau lien
eNodeB Target -> eNodeB Source: Handover Request Ack
note right of UE: Permet de reconfigurer le lien
eNodeB Source -> UE: RRC Connection Reconfiguration
UE -> eNodeB Target: RRC Connection Request
note right of UE: Une fois la connexion établie
UE -> eNodeB Target: RRC Connection Complete
eNodeB Target -> MME: Path Switch Request
MME -> SGW: Modify Bearer Request
SGW -> MME: Modify Bearer Response
MME -> eNodeB Target: Path Switch Response

Le rôle du SGW dans le handover va être de modifier le Bearer EPS (le tunnel entre l'UE et la PGW).

4. *Proposez des mécanismes pour améliorer le processus de handover dans le cadre d’une mobilité de groupe.*