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RÉSUMÉ
L'interface radio LTE (Long Term Evolution) repose essentiellement sur le mode paquet, et la notion de bloc ressource. L'article aborde les caractéristiques du signal transmis, la gestion des formats de transport et les structures liées au multiplexage temporel. Les différents canaux physiques permettent d'assurer l'accès d'un terminal au réseau. La couche MAC permet le multiplexage de différents flux et assure, grâce à un protocole de retransmission, un taux d'erreur modéré. Enfin, RLC assure la qualité de service par des retransmissions si nécessaire et PDCP garantit la sécurité et permet la compression des données et des en-têtes.
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Xavier LAGRANGE : Professeur Télécom Bretagne, Institut Mines-Télécom, Cesson-Sévigné, France
INTRODUCTION
Au cours des années 2000, il est apparu assez rapidement que le système UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), même dans sa version haut-débit (High Speed Data Packet Access), resterait limité en terme de débit, de latence et de capacité, du fait de sa transmission basée sur le CDMA et de la complexité de son architecture. En 2004, le 3GPP (3rd Generation Partnership Project) a donc lancé un groupe de travail pour des évolutions à long terme, ou LTE pour Long Term Evolution, de l'interface radio des systèmes de 3e génération. Le travail de ce groupe a conduit à la spécification d'une interface radio totalement nouvelle et a déclenché un travail analogue de refonte complète de l'architecture des réseaux cœurs. L'ensemble de ce nouveau système est couramment désigné par LTE bien que le terme LTE ne s'applique qu'à l'interface radio.
Cet article se focalise sur la présentation de l'interface radio tout en présentant l'architecture générale du système. Le 3GPP produit des documents de spécifications par vagues successives appelées Release. L'interface radio LTE est définie dans un ensemble de recommendations publiées lors de la Release 8 (les releases précédentes n'incluent que les systèmes GSM et UMTS). Cet article en présente les caractéristiques essentielles et s'appuie sur la Release 8. Ce qui est présenté reste cependant valide pour les Releases ultérieures.
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2. Principes généraux de LTE
Dans ce chapitre, nous présentons un aspect essentiel du LTE, qui est l'accès paquet.
Pour garder un aspect pédagogique, nous faisons abstraction d'un grand nombre de mécanismes et simplifions volontairement le processus.
2.1 Principe de base de l'OFDM
L'interface radio est basée sur la transmission multiple sur des porteuses orthogonales OFDM. Sur la voie montante, il s'agit d'une variante appelée SC-FDMA (Single Carrier – Frequency Division Multiplex Access).
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Principe
Le principe de l'OFDM est de transmettre sur un très grand nombre de sous-porteuses en parallèle. Grâce à une utilisation astucieuse de la transformée de Fourier et à la recopie d'une partie des symboles transmis (principe du préfixe cyclique), il est possible de réaliser simplement un émetteur et un récepteur en utilisant une seule étape de transposition en fréquences [TE 7 372].
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Mode de transmission
La transmission OFDM peut réellement être considérée comme une transmission sur des canaux parallèles indépendants et n'interférant pas (figure 4). Cela est bien sûr seulement vrai dans un système idéal. Il est cependant possible de bien comprendre l'ensemble des mécanismes du LTE en supposant cela vrai, sans que cela n'entraîne une simplification outrancière.
2.2 Bloc de ressources
La transmission est organisée en blocs de ressources ou RB (Resource Block). Un bloc de ressources est défini sur un ensemble de 12 sous-porteuses contiguës comme indiqué à la figure 5. Il y a plusieurs configurations possibles, mais le bloc de ressources dure toujours 0,5 ms.
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Dans la configuration la plus courante, un bloc est constitué de...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - 3GPP - Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA) and evolved universal terrestrial radio access (E-UTRAN) – Overall description. Stage 2. - TS 36.300, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), sept. 2008.
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(2) - 3GPP - Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA) – Medium access control (MAC) protocol specification. - TS 36.321, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), sept. 2008.
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(3) - 3GPP - Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA) – Multiplexing and channel coding. - TS 36.212, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), sept. 2008.
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(4) - 3GPP - Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA) – Packet data convergence protocol (PDCP) specification. - TS 36.323, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), sept. 2008.
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(5) - 3GPP - Evolved universal terrestrial radio access (E-UTRA) – Physical channels and modulation. - TS 36.211, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), sept. 2008.
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