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# System prepended metadata

title: '[Lise & GetGet & Thibaut (et Noé & Delams)] Tentative correction Avril 2019 - *ARM*'
tags: [Lise & GetGet & Thibaut (et Noé & Delams), ARM, S2]

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# [Lise & GetGet & Thibaut (et Noé & Delams)] Tentative correction Avril 2019 - *ARM*
###### tags: `ARM`, `S2`, `Lise & GetGet & Thibaut (et Noé & Delams)`

## 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

### 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

PDSCH
: Physical Downlink Shared Channel

### 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. 



## Exo 1 : Un nouveau mobile

*Avec  sa  première  rémunération  de  stage  4TC,  Alicia  décide  d’acheter  un  nouveau téléphone  mobile,  afin  de  pouvoir  désormais  regarder  des  vidéos  en  résolution  4K.  Elle insère son ancienne carte SIM dans son téléphone et elle le rallume.*

1. *Quelle  sera  la  première  opération  effectuée  par  le  nouveau  mobile  d’Alicia  (en rapport avec le réseau mobile) ?*

C’est la procédure d’attachement (Attach Request, Attach Response, Attach Complete) qui permet d’allouer une adresse IP au mobile et négocier la QoS afin que celui-ci puisse interagir avec le réseau. Permet de récupérer un TMSI, le coeur de réseau connait la zone de localisation.

La procédure d'attachement : 
```sequence
participant UE
participant Controller
participant HSS
UE->Controller: Attach Request
Controller->HSS: Authentication Info
HSS->Controller: Authentication Vector
Controller->UE: Authentication Request
UE->Controller: Authentication Response
Controller->UE: Identity Request
UE->Controller: Identity Response
Note right of Controller: Verification de la compatibilité de l'UE
Controller->UE: Attach Accept
UE->Controller: Attach Complete
```

2. *Quels  canaux  logiques  seront  utilisés  pour  cette  première  opération  et  dans  quelle ordre ?*

L’UE écoute sur le BCH pour se synchroniser en fréquence et en temps (SCH et FCCH) puis il demande des ressources sur le RACH et enfin utilise le CCCH pour se connecter au réseau.

1. **BCH**: synchro en freq et temps et SIB 
2. **RACH**: demande et affectation de resources
3. **CCCH**: Connexion

*Très  rapidement,  Alicia  reçoit  un  SMS  de  la  part  de  son  opérateur,  qui  lui  dit  que l’opérateur   a   observé   qu’elle   a   changé   de   mobile   et   qu’elle   peut   configurer automatiquement son nouvel appareil à partir de son espace client.*

3. *Expliquez comment l’opérateur d’Alicia peut avoir cette information.*

Le téléphone transmet son IMEI dans la procédure d'attachement au niveau de l'*Identity Response*. Ceci permet à l'opérateur de savoir que l'équipement a changé en consultant le EIR.

4. *Quels  sont  les  équipements  du  réseau  GSM  impliqués  dans  la  réception  de  ce message ?*

Les équipements concernés par le message sont : 
+ la BS
+ le BSC
+ le MSC
+ le VLR
+ le SMSC

5. *Quels sont les protocoles de niveau Non Access Stratum  nécessaires pour cette communication ?*

NAS Mobility Handling

## Exo 2 : Ou un nouveau pays

*Alicia  profite  des  vacances  de  printemps  pour  visiter  sa  tante  qui  habite  à  Londres.  En descendant de l’avion, Alicia, abonné chez Orange en France, rallume son téléphone et se connecte sur le réseau 3G de l’opérateur O2.*

1. *Donnez les messages et les équipements impliqués dans cette opération.*

On fait une procédure d'attachement puis procédure d’association pour pouvoir communiquer. Cela prend du temps car il faut que l'opérateur fasse un lookup dans le HSS de l'opérateur du pays de base. 

Le téléphone d'Alicia va chercher un message SCH correspondant à celui de son opérateur. Comme elle n'en trouve pas elle va joindre les réseaux disponibles en annoncant son identifiant jusqu'a trouver un opérateur qui accèpte le roaming. L'operateur effectue ensuite la procédure d'attachement classique. Le temps avant d'obtenir le réseau est lié au temps necessaire pour aller chercher les informations de l'abonnée dans le HLR de l'opérateur d'Alicia.

Les équipements concernés par cette opération : 
+ **BS**, chez O2
+ **BSC**, chez O2
+ **SGSN**, chez O2 et chez Orange
+ **HSS**, chez Orange

*Pendant ses vacances, Alicia utilise Google Maps afin de s’orienter dans la ville*

2. *Quelles  sont  les  ressources  Access  Stratum  nécessaires  pour  cette  opération  ?*

Les ressources utilisées par l'Access Stratum sont contenues dans les messages RRC : 
+ **PDSCH**,
+ **PUCCH**
+ **SCH**,
+ **UL Power Control**,

3. *Quelles sont les ressources Non Access Stratum nécessaires pour cette opération ?*

Les ressources utilisées par le Non Access Stratum sont contenues dans les messages RRC : 
+ **Full Network Name**,
+ **Short Network Name**,
+ **id-MME**,
+ **id-nodeB**,
+ **TMSI**,

4. *Quels  sont  les  protocoles  du  plan  données  (de  la  couche  physique  jusqu’à  la  couche applicative) impliqués dans cette communication ?*

Les différents protocoles sont : 
+ **MAC**,
+ **RLC**,
+ **PCDP**,
+ **SDAP**,
+ **IP**
+ **PDU layer**,
+ **TCP** ?

## Exo 3: Un message spécifique

![](https://i.imgur.com/nOfQppJ.png)


1. *S’agit-il d’un message Access Stratum ou d’un message Non Access Stratum ?*

C'est un message d'AS, car RRC donc pour établir la connexion RR.

2. *Quels sont les équipements source et destination de ce message  ?*

C'est en UL donc ça vient de l'UE vers la station de base pour passer un appel.

3. *A quoi sert, dans le cas particulier de ce message, l’identifiant TMSI ?*

On a le TMSI ici car l'UE s'est déjà connecté auparavant au nodeB.
La ressource pour cette réponse : http://www.eventhelix.com/lte/attach/LTE-RRC-Connection-Setup-Messaging.pdf

4. *Qu’est ce qui a déclenché la transmission de ce message ?*

C'est la demande d'appel de l'utilisateur.

5. *Détaillez  les  échanges  préalables  à  ce  message  au  niveau  des  couches  basses.*

On a deux messages : 

1. sur RACH : **Random Access Preamble**, qui contient le RA-RNTI qui permet d'identifier l'UE le temps de la procédure RACH et une séquence aléatoire
2. sur SCH : **Random Access Response**, qui contient le RA-RNTI pour s'adresser à l'UE et le Timing Advance pour synchroniser l'UE

Ensuite on a la procédure RRC qui démarre et donc ce message.

## Exo 4 : Mobilité LTE

![](https://i.imgur.com/qEtow5r.png)

1. *Donnez les messages du plan contrôle échangés avec le réseau aux trois changements de cellule si l’utilisateur se déplace en regardant une vidéo sur YouTube.*

#### Dans le cas du déplacement de LTE vers LTE dans la même zone de localisation :
L'UE envoie des measurements reports (Measurement Report).
L'eNodeB source prend la décision du handover et envoi un message à l'autre eNodeB "Handover Request" l'autre repond "Handover ACK". 
L'eNodeB source envoie alors un "RRC Connection Reconfiguration" qui permet a l'UE de connaitre la fréquence et toutes les infos pour pouvoir s'associer à la nouvelle station de base. 
L'UE se synchronise ensuite avec l'eNB target qui lui renvoi les ressources/timing qui lui sont alloué.
L'UE envoi un message RRC Connection Complete une fois syncro faites. 
L'eNB envoi un message au MME "Path switch Request" qui va l'envoyer au Serving Gateway qui repond au MME un "User plane Update".
Le MME peut ensuite envoyer à l'eNB source un message de "UE context release" afin de relacher les ressources lié à l'UE. 

Le MME gère plusieurs LAI donc si la LAI est gérée par le même MME alors c'est la même chose. Que se passe-t-il si la LAI n'est pas gérée par le même MME ?

```sequence
participant UE
participant eNodeB Source
participant eNodeB Target
participant MME
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
```

#### Dans le cas de LTE vers UMTS
Préparation pareil que LTE/LTE. Message du MME pour l'eNB pour lui signaler le handover, qui l'envoi à l'eNB (avec RRC Connection Reconfiguration), l'UE envoi au RNC (BS+BSC) HandoverComplete. RNC envoi au SGSN "Relocation Complete". Echange SGSN vers MME pour dire la Relocation Complete. Le SGSN envoi au S-GW "Modify bearer request" pour que l'on sache ou envoyer le traffic. Le MME envoi a l'eNB de release les ressources correspondant à l'UE. 


2. *Que se passe-t-il, dans ce cas, si un utilisateur se déplace en sens inverse, de droite à gauche, en passant de la cellule UMTS vers la première cellule LTE ?*

Symétrique à LTE $\rightarrow$ UMTS

3. *Donnez les messages du plan contrôle échangés avec le réseau aux trois changements de cellule si l’utilisateur se déplace sans être connecté au réseau d’accès*

Si on est pas connecté alors pas besoin de faire de forwarding de donnée entre les stations de base. Le téléphone détecte le changement de LAI en écoutant le BCCH et informe l'UE qu'il change de LAI pour le paging. Les handovers se font toujours de la même manière. 