INTERNET MOBILE ET REALITE VIRTUELLE par Eric PERDIGAU

Transcription

UNIVERSITE PAUL SABATIER
DEA Informatique de l’Image et du Langage (2IL)
Laboratoire IRIT
Groupe de Synthèses d’images
Année 2001/ 2002
INTERNET MOBILE ET REALITE VIRTUELLE
par Eric PERDIGAU
Directeur de Recherche : Monsieur Jean-Pierre JESSEL
Encadrant : Monsieur Patrice TORGUET
Mots-clés : Réalité virtuelle, réseaux cellulaires, mobilité, terminaux mobiles
Résumé :
La transition du système GSM (Global System for Mobile) vers son évolution GPRS (General Packet
Radio System) et plus tard UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) implique un
changement de type de réseau : d’une philosophie de réseau de type RNIS (Numéris) sans fil, on est en
train de passer à une philosophie qui se rapproche de l’IP (Internet Protocol) sans fil.
Le but est d’étudier les perspectives, pour les applications de réalité virtuelle, de l’évolution des réseaux
mobiles vers ce que l’on nomme « la troisième génération » . Les terminaux mobiles devraient rapidement
combiner les fonctionnalités des Pocket Pc et des téléphones mobiles, nous étudions donc
l’environnement de développement pour assistant personnel Pocket PC et réalisons une application de
réalité virtuelle distribuée fonctionnant à la fois sur PC et sur Pocket PC.
Keywords : Virtual Reality, Cellular Networks, mobility, mobiles devices
Abstract :
The transition from the GSM (Global System for Mobile) system towards its GPRS (General Packet Radio System)
evolution and later UMTS (Mobile Universal Telecommunication System) involves a change of the type of network : from a
philosophy of wireless ISDN network, it is moving to a philosophy which closes up to wireless IP (Internet Protocol)
networks.
The aim of this paper work was to study the prospects of the mobile networks evolutions, towards what is named "the third
generation", for virtual reality’s applications. The wireless devices should soon combine Pocket PCs and wireless phones’s
functionalities, so we work on an IDE (integrated development environment) for Pocket PCs personal assistants and carry
out a distributed virtual reality application running both on PCs and Pocket PCs.
REMERCIEMENTS
Je remercie M. le directeur de recherche Luis Fariñas del Cerro, directeur de l’I.R.I.T, de m’avoir
accueillit dans son laboratoire.
Je remercie M. le Professeur René Caubet, directeur de l’équipe Synthèse d’Images, de m’avoir
permis d’entrer dans son équipe.
Je remercie Patrice Torguet pour le sujet qu’il m’a permis de développer ainsi que pour toute son
aide et l’intérêt qu’il a porté à mes travaux. Ce fut, pour moi, un réel plaisir de travail ensemble.
Je remercie M. Pujado pour son amabilité et sa disponibilité.
Je remercie tous les membres de l’équipe Synthèse d’Images pour les conseils qu’ils m’ont
apportés et leur bonne humeur au quotidien.
Enfin, je remercie énormément tous ceux de mon entourage, étrangers à l’informatique, qui
m’ont aidé à aller jusqu’au bout de ce projet malgré les moments difficiles que j’ai pu vivre, et qui
me supportent, dans tous les sens du terme.
Internet Mobile et réalité virtuelle
DEA 2IL
TABLES DES MATIERES
REMERCIEMENTS.............................................................................................................. 2
TABLES DES MATIERES .................................................................................................... 3
TABLE DES FIGURES ......................................................................................................... 7
LISTE DES TABLEAUX ....................................................................................................... 7
I.
INTRODUCTION .......................................................................................................... 8
II. LES RESEAUX DE MOBILES......................................................................................10
1. Introduction aux réseaux de mobiles ..............................................................................10
1.1. Introduction...............................................................................................................10
1.2. Les réseaux cellulaires ..............................................................................................10
1.2.1. Concept de cellule .................................................................................................................. 10
1.2.2. Architecture générale............................................................................................................. 11
1.3. Communication entre mobiles .................................................................................13
1.3.1. Techniques d’accès au réseau ............................................................................................... 14
1.3.2. Gestion de la mobilité ........................................................................................................... 15
1.3.2.1. Au niveau microscopique.............................................................................................. 15
1.3.2.2. Au niveau macroscopique ............................................................................................. 16
2. Le WAP............................................................................................................................16
2.1. Introduction ..............................................................................................................16
2.2. Architecture WAP ..................................................................................................17
2.2.1. Eléments de l’architecture..................................................................................................... 17
2.2.2. La passerelle WAP ................................................................................................................. 17
2.2.3. Accès aux services de données............................................................................................. 18
2.2.4. Pile de protocoles WAP ........................................................................................................ 18
3. L’i-Mode : le WAP Japonais ............................................................................................20
3.1. Présentation d'i-Mode...............................................................................................20
3.2. Introduction technique .............................................................................................21
3.3. Comparaison i-Mode / WAP....................................................................................22
4. Le réseau GSM ................................................................................................................22
4.1. Un peu d'histoire.......................................................................................................22
4.2. Introduction technique .............................................................................................23
4.3. GSM: Architecture de Base du Réseau.....................................................................23
4.4. Acheminement des appels ........................................................................................24
4.5. Typologie des paquets ..............................................................................................25
-3-
DEA 2IL
5. Le réseau GPRS...............................................................................................................26
5.1. Introduction ..............................................................................................................26
5.1.1. Généralités............................................................................................................................... 26
5.1.2. Caractéristiques....................................................................................................................... 26
5.2. Description fonctionnelle du GPRS .........................................................................27
5.2.1. Schéma fonctionnel ............................................................................................................... 27
5.2.2. Les composantes du GPRS ................................................................................................. 28
5.2.3. Exemple d’une réception de données par un utilisateur GPRS........................................ 29
5.2.4. Exemple d’une émission de données par un utilisateur GPRS ....................................... 30
5.3. Le protocole GPRS ................................................................................................30
5.4. GPRS et EDGE.........................................................................................................32
5.4.1. Conclusions sur le GPRS...................................................................................................... 32
5.4.2. EDGE : améliorer les débits du GPRS .............................................................................. 32
6. L’UMTS...........................................................................................................................32
6.1. Présentation...............................................................................................................32
6.1.1. Définition ................................................................................................................................ 32
6.1.2. UMTS dans le contexte mondial.......................................................................................... 33
6.1.3. Attribution des licences......................................................................................................... 33
6.1.4. Acteurs des réseaux UMTS................................................................................................... 34
6.1.5. Terminaux UMTS .................................................................................................................. 34
6.1.6. Qualité de services et services attendus .............................................................................. 35
6.2. Architecture des réseaux UMTS...............................................................................35
6.2.1. Concept de mobilité............................................................................................................... 35
6.2.2. Différentes phases des réseaux UMTS ............................................................................... 36
6.2.3. Interfaces radio des réseaux UMTS..................................................................................... 36
6.2.4. Architecture réseau des réseaux UMTS .............................................................................. 37
7. Wifi...................................................................................................................................38
7.1. Introduction ..............................................................................................................38
7.2. Mode opératoire........................................................................................................38
7.3. Couche Physique ......................................................................................................38
7.4. La couche Liaison de données .................................................................................39
III. LA 3D SUR LES APPAREILS MOBILES .....................................................................41
8. Présentation .....................................................................................................................41
8.1. Outils et formats de données ....................................................................................41
8.2. Constructeurs de PDA et puces 3D ..........................................................................41
8.3. 3D et Télécoms .........................................................................................................42
8.4. Applications ..............................................................................................................42
8.4.1. Applications Professionnelles............................................................................................... 42
8.4.1.1. Visualisation à distance sur un PDA. .......................................................................... 43
8.4.1.1.1. Présentation ............................................................................................................. 43
8.4.1.1.2. Architecture du système......................................................................................... 44
-4-
DEA 2IL
8.4.1.2. GPS sur PDA.................................................................................................................. 44
8.4.2. Les applications publiques ou personnelles ....................................................................... 45
8.4.2.1. Cooltown : visite d’un musée........................................................................................ 45
8.4.2.2. Les jeux ............................................................................................................................ 46
8.5. Aujourd’hui et demain ..............................................................................................47
IV. NOTRE APPLICATION (MiniTank) ...........................................................................48
9. Présentation .....................................................................................................................48
10. Environnement de travail ..............................................................................................48
10.1. Matériels ..................................................................................................................48
10.2. Logiciels ..................................................................................................................49
10.2.1. Cortona SDK........................................................................................................................ 49
10.2.2. Microsoft Embedded Visual C++ .................................................................................... 49
10.2.3. Connexions et branchement du Pocket Pc ...................................................................... 49
11. Techniques utilisées.......................................................................................................50
11.1. Réseau......................................................................................................................50
11.1.1. Les Sockets............................................................................................................................ 50
11.1.2. Sockets Multicast.................................................................................................................. 51
11.1.2.1. Adresses multicast ........................................................................................................ 51
11.1.2.2. Notion de Groupe Multicast ...................................................................................... 51
11.2. Dead-Reckoning......................................................................................................52
12. Gestion du monde..........................................................................................................53
12.1. Gestion de l’affichage ..............................................................................................53
12.1.1. Le terrain ............................................................................................................................... 53
12.1.2. Les tanks et les missiles ....................................................................................................... 55
12.2. Gestion des comportements....................................................................................55
12.2.1. Déplacement des tanks sur le terrain ................................................................................ 55
12.2.2. Déplacement des missiles et collisions ............................................................................. 56
12.3. Remarques sur l’affichage.......................................................................................56
13. Améliorations et changements ......................................................................................56
V. CONCLUSION ET PERSPECTIVES...........................................................................58
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................59
14. Références ......................................................................................................................59
15. Sites Internet ..................................................................................................................61
16. Livres..............................................................................................................................62
ANNEXES.............................................................................................................................63
17. Différents composants du réseau GSM .........................................................................63
18. Caractéristiques technique du réseau GSM ..................................................................67
19. Problème d’échantillonnage ..........................................................................................68
-5-
DEA 2IL
20. Glossaire.........................................................................................................................69
INDEX...................................................................................................................................74
-6-
DEA 2IL
TABLE DES FIGURES
Figure 1 : Cellules et Emetteurs/Récepteurs ____________________________________________ 12
Figure 2 : Clusters de cellules et réutilisation des fréquences __________________________________ 12
Figure 3 : Taille des cellules en fonction de la zone de déploiement ______________________________ 13
Figure 4 : Mise en marche d’un téléphone mobile _________________________________________ 13
Figure 5 : Schéma de Communication entre un téléphone mobile et un téléphone fixe__________________ 14
Figure 6 : Mécanisme mis en place lors d'un changement de cellule lors d'un appel ___________________ 15
Figure 7 : Fonctionnement d'une passerelle WAP ________________________________________ 17
Figure 8 : Echanges d’informations entre un terminal mobile et un serveur ________________________ 17
Figure 9 : Piles de Protocoles utilisées lors de l'interrogation d'un serveur web ______________________ 18
Figure 10 : Pile de Protocoles utilisés lors de l'interrogation d'un serveur WAP _____________________ 18
Figure 11 : Pile de protocoles WAP et Internet__________________________________________ 19
Figure 12 : Architecture de l'i-Mode_________________________________________________ 21
Figure 13 : Architecture du réseau GSM _____________________________________________ 23
Figure 14 : Prise de ligne d'un mobile vers le réseau fixe ____________________________________ 24
Figure 15 : Typologie d'un paquet GSM______________________________________________ 25
Figure 16 : Typologie d'un paquet d'accès au réseau dans le GSM _____________________________ 25
Figure 17 : Architecture du GPRS _________________________________________________ 27
Figure 18 : Les piles logicielles d'un système GPRS_______________________________________ 28
Figure 19 : Appareil mobile recevant un paquet de données GPRS_____________________________ 29
Figure 20 : Emission d'un paquet de données par un terminal mobile (dans un réseau GPRS) __________ 30
Figure 21 : Architecture du protocole GPRS pour le transfert de l'information entre terminal mobile TE et nœud
GSN _____________________________________________________________________ 31
Figure 22 : Différents acteurs intervenant dans l'UMTS ___________________________________ 34
Figure 23 : Architecture de la phase 1 de l'UMTS _______________________________________ 37
Figure 24 : Architecture XVQ____________________________________________________ 44
Figure 25 : Analogie Sockets / Téléphone / Prise électrique ________________________________ 50
Figure 26 : Adresse Multicast_____________________________________________________ 51
Figure 27 : Le Tank à la trajectoire prédite par le modèle___________________________________ 52
Figure 28 : Le tank qui s'éloigne de son fantôme_________________________________________ 52
Figure 29 : Le tank et son fantôme ont des vitesses différentes ________________________________ 52
Figure 30 : L'écart devenant trop grand, actualisation du modèle______________________________ 52
Figure 31 : Schéma d'une trame envoyée sur le réseau ______________________________________ 53
Figure 32 : forme générale d'un MNT en VRML _______________________________________ 54
Figure 33 : un Modèle Numérique de Terrain VRML ____________________________________ 54
Figure 34 : Tank évoluant dans le monde 3D (sous PC) ___________________________________ 55
Figure 35 : Tank disponible sous Pocket PC ___________________________________________ 55
Figure 36 : Echantillonnage du mouvement du missile (PC traditionnel) _________________________ 68
Figure 37 : Echantillonnage du mouvement du missile (Pocket PC) ____________________________ 68
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Equivalences des protocoles Internet et WAP __________________________________ 19
Tableau 2 : messages GPRS de contrôle ______________________________________________ 31
Tableau 3 : Caractéristiques techniques des Pocket PC_____________________________________ 48
-7-
DEA 2IL
I.
INTRODUCTION
L’industrie des communications sans fil s’est largement développée au cours des dernières
années, faisant de cette technologie une des plus utilisées dans le monde . En 2001, le nombre de
téléphones cellulaires excédait 600 millions (alors que le nombre d’ordinateurs personnels
s’évaluait à 311 millions durant l’année 2000), avec une estimation, pour 2003, de plus d’un
milliard d’abonnés à un réseau cellulaire dans le monde.
En parallèle de cet engouement pour les télécommunications mobiles, on assiste depuis peu à une
rapide émergence d’Internet, qui a complètement modifié le paysage de l’informatique dans tous
ses domaines. Les utilisateurs accèdent de plus en plus aux informations disponibles sur Internet,
et les demandes ne cessent d’augmenter, non seulement depuis les ordinateurs personnels ou
stations de travail, mais également depuis les terminaux mobiles. Ainsi, un rapide et efficace
déploiement de nouveaux services pour terminaux mobiles et sans fil devient une priorité pour
les constructeurs et les opérateurs télécoms.
La transition vers un Internet sans fil et mobile modifie fondamentalement l’architecture des
réseaux de communication, ainsi que les terminaux et les services offerts. De plus les
équipements mobiles, qui, par le passé étaient très peu personnalisables et évolutifs le deviennent
de plus en plus. La possibilité de télécharger de nouvelles applications, via les réseaux mobiles,
ouvre de nouvelles possibilités pour les constructeurs, les opérateurs de télécommunications et
pour les utilisateurs.
La révolution de l’Internet mobile devrait être facilitée par une importante avancée
technologique : l’introduction de la troisième génération (3G) des réseaux mobiles. Alors que les
réseaux de mobiles actuels ont des taux de transfert limités, ne permettant aux utilisateurs que de
transférer uniquement quelques dizaines de kilobits par seconde, la troisième génération de
réseaux mobiles devrait permettre des taux de transferts de plusieurs centaines de kilobits par
seconde, voire de quelques mégabits par seconde, ouvrant ainsi de nombreuses perspectives pour
des applications jusqu’alors impossibles, telles que regarder des vidéos en direct, utiliser des
applications multimédia et télécharger des applications plus importantes que celles existants à
l’heure actuelle.
Tous ces changements devraient apparaître très rapidement, le GPRS (General Packet Radio
System), première étape vers les réseaux de troisième génération, étant déjà lancé. On peut
estimer que la majorité des appareils mobiles seront connectés à Internet d’ici 2005.
Actuellement, on appelle appareil mobile tout équipement informatique pouvant être transporté.
Cette définition inclut les ordinateurs portables (notebook), les tablettes graphiques, les pagers,
les lecteurs mp3, etc… Cette étude vise plus particulièrement les équipement informatiques
pouvant être utilisés à tout moment et permettant des connexions Internet et/ou téléphoniques.
Dans cette catégorie on peut situer toutes les variantes de téléphones mobiles et de PDA
(Personnal Digital Assistant) . A l’origine les PDA étaient des agendas électroniques équipés d’un
écran relativement grand et offrant les fonctionnalités de calculatrice, carnet d’adresses et agenda.
Les premiers PDA ont été lancés par les sociétés Palm et Psion, rapidement suivies par
d’importants acteurs de l’informatique comme Hewlett Packard, Casio, Compaq…
-8-
DEA 2IL
Aujourd’hui on distingue deux grandes familles de PDA : les ordinateurs de poche (HPC :
Handheld Personal Computer) et les Palm (généralement des Pocket PC). Les HPC possèdent
une unité centrale et un clavier, alors que les seconds utilisent uniquement un stylet. Ces
machines fonctionnent avec des systèmes d’exploitation qui sont principalement WindowsCE
(nouvellement Pocket PC 2002), Palm OS, Pocket Linux et EPock.
Les PDA actuels sont éloignés des téléphones mobiles car ils n’intègrent pas de fonction de
téléphonie. Pour l’instant, une personne qui veut utiliser son PDA pour se connecter à Internet
doit utiliser un câble (série via un ordinateur) ou réseau (sur un réseau Ethernet par exemple) ou
une liaison infra-rouge. Mais il ne peut pas se connecter directement par le réseau comme peut le
faire un téléphone mobile WAP ou i-Mode.
Nous ferons notre étude simplement sur les PDA pour la raison suivante : l’actuelle apparition
des « smartphones » sur le marché des terminaux mobiles. Les smartphones sont des appareils
hybrides qui combinent fonctions de téléphonie mobile, connectables au réseau Internet, et
fonctions de PDA. Peu de ces appareils sont disponibles actuellement.
Il semble que ces appareils soient bien adaptés pour bénéficier, à la fois, des connexions Internet
Mobile et des applications disponibles via Internet, tout en permettant une mobilité totale pour
l’utilisateur. D’ailleurs les prévisions estiment que d’ici 2005 tous les téléphones mobiles et les
PDA auront fusionné.
Le but de notre étude est d’étudier l’environnement de programmation pour Pocket PC, et de
développer une application de réalité virtuelle distribuée fonctionnant de la même manière sur un
PC et sur un Pocket PC. A long terme cette étude devrait permettre d’étudier les perspectives de
l’évolution des réseaux de mobiles pour les applications de réalité virtuelle.
Dans un premier temps nous allons détailler les réseaux de mobiles de deuxième et troisième
génération, en mettant l’accent sur l’intérêt de ceux-ci pour les connexions Internet et les
transports de données. Puis nous essaierons de répertorier les applications 3D existants sur les
terminaux mobiles. Enfin nous présenterons notre application 3D multi-utilisateurs.
Dans cette étude nous nous limiterons à la création d’un monde en 3 Dimensions, sans
immersion (utilisation de gants, combinaisons et autres équipement de réalité virtuelle) car le
développement d’applications 3D est la base élémentaire d’un vrai système de réalité virtuelle.
-9-
DEA 2IL
II.
LES RESEAUX DE MOBILES
1. Introduction aux réseaux de mobiles
1.1. Introduction
En 1876, le savant canadien Graham Bell invente le téléphone fixe, premier moyen de
communication moderne. Onze ans plus tard, le physicien allemand Heinrich Hertz découvre les
ondes radio.
La première transmission hertzienne fut réalisée en 1896 par le physicien italien Guglielmo
Marconi, et le premier service de radiotéléphone a vu le jour aux Etats-Unis au début des années
50. Afin de parer aux principales difficultés des premiers services de ce genre, deux concepts
voient le jour : celui du partage des ressources en 1964, puis celui du réseau cellulaire présenté par
la compagnie Bell Telephon en 1971 (système "Advanced Mobile Phone Service ").
Ce concept de cellule introduit par Bell Labs devient réalité en 1979 aux Etats-Unis. En France,
France Télécom introduit Radiocom 2000 en 1985. Tous les systèmes cellulaires apparus à ce
moment là sont basés sur une transmission analogique de la voix avec une modulation de
fréquences (autour de 450 MHz ou 900 MHz).
Les premiers terminaux sans fils ont été introduits en Europe avec la technologie CT0 dans les
années 1970 comme remplacement de leurs pendant avec fils.
Un réseau de mobiles peut-être vu de 2 manières :
- les équipements ne sont pas accessibles par des fils ;
- les équipements peuvent bouger ou changer de place.
Les réseaux cellulaires et les réseaux sans fils de première génération étaient limités dans leurs
caractéristiques et capacités ainsi que dans leurs offres de services. (peu de mobilité, mauvaise
qualité de services, …) Des recherches basées sur les systèmes sans fil fondés sur la technologie
numérique ont donc été lancées en 1985 afin d’offrir au marché potentiel plus de capacité et une
meilleure qualité de services.
La deuxième génération de réseaux cellulaires a des origines régionales : le GSM (Global System
for Mobile Communication) fonctionnant à 900 MHz et à 1800 MHz (dans ce cas appelé DCS
1800 (Digital Cellular System 1800)) est le standard adopté en Europe et dans certains pays d’Asie
et d’Océanie. Le GSM compte environ 350 millions d’utilisateurs dans le monde. Les Etats-Unis
disposent de deux réseaux de deuxième génération : l’IS-95 basé sur le CDMA (Code Division
Multiple Access) et l’IS-36 basé sur le TDMA (Time Division Multiple Access). Le Japon possède
également son propre réseau cellulaire de deuxième génération appelé PDC (Personal Digital
Cellular).
1.2. Les réseaux cellulaires
1.2.1. Concept de cellule
Les premiers services de radiotéléphonie ont pour principal défaut le traitement d'un nombre très
limité d'abonnés. De nouveaux concepts sont alors nécessaires afin de partager les bandes de
fréquences radio entre un plus grand nombre d'utilisateurs. En 1964, le concept de partage des
ressources est introduit dans les réseaux de radiotéléphone. Le réseau alloue dynamiquement un
canal radio à une nouvelle communication pour sa durée. C'est une évolution importante car le
nombre d'abonnés peut être supérieur au nombre de canaux radio.
- 10 -
DEA 2IL
Le concept de cellule doit son origine au problème suivant : comment desservir une région, un
pays ou un continent avec une largeur de bande limitée et avec une densité d’usagers importante
et changeante dans le temps ?
En mettant en œuvre le mécanisme de réutilisation des fréquences, le concept cellulaire permet
de résoudre ce problème. Le mécanisme cellulaire repose sur la propriété d’atténuation (ou
affaiblissement) des ondes radio-électriques avec les distances, ce qui fait qu’une fréquence dans
une zone peut-être réutilisée dans une autre zone si celle-ci est suffisamment éloignée. Ainsi,
chaque cellule représente une zone dont la taille est variable en fonction de la densité des usagers.
Cette allocation est faite au moyen d'une découpe géographique en cellules, de formes théoriques
circulaires (mais pour des raisons de simplification on les représente par des hexagones),
permettant la réutilisation des fréquences sur des cellules éloignées. Cette méthode présente
l'avantage d'être évolutive en fonction du trafic :
- Réduction de la taille des cellules en cas de saturation du réseau (zones géographiques à
forte densité de population) ;
- Augmentation de la taille des cellules (zones géographiques à faible densité de population)
Cette méthode permet d'accepter de nombreux utilisateurs, mais elle implique de solutionner les
phénomènes d'interférences, qui pénalisent fortement la qualité d'un service de transmission de
voix et/ou de données. Afin d'éviter qu'un niveau d'interférence trop élevé perturbe les
communications, la réutilisation des fréquences est faite en respectant une distance minimum
(appelée distance de résolution).
Le principe général du modèle consiste à :
- Partager une zone géographique en un certain nombre de sous-zones appelées cellules ;
- Affecter une bande de fréquences à chacune des cellules ;
- Réutiliser chaque bande de fréquences de trafic suffisamment éloignées. Cet éloignement
minimum se calcule en fonction du diamètre de chaque cellule.
En pratique, dans le GSM, une cellule a un diamètre qui varie de 350 km (zone dite rurale) à 35
km (zone urbaine). Une cellule correspond à la couverture d'une BTS (Base Transceiver Station
qui assure l'interface entre mobiles et structures fixes) ;
Dans les systèmes SPCN (Satellite Personnal Communications Network), une cellule correspond
à l'un des faisceaux formé par l'antenne satellite (dédiée aux mobiles). A l'heure actuelle une
antenne d'un SPCN peut supporter jusqu'à 300 faisceaux. L'ensemble de ces faisceaux est
l'empreinte hertzienne faite, sur la surface terrestre, par l'antenne permettant les communications
mobiles.
1.2.2. Architecture générale
L’architecture générale d’un système cellulaire (GSEMC) repose essentiellement sur deux
sous-systèmes :
- Un sous-système réseau : (NSS : Network SubSystem) constitué de commutateurs (ex : ATM)
permettant de gérer des appels : établissement de connexion, facturation, bases de
données abonnés, …
- Un sous-système radio : (BSS : Base SubSystem) contenant des équipements nécessaires à
l’interface radio, et au transfert de l’information. Au centre de la cellule on trouve la
station de base BSC (Base Station Controller) qui comprend l’émetteur radio et l’antenne
d’émission.
NSS et BSS sont contrôlés et supervisés par un système d’exploitation et de maintenance
OMC (Operating & Maintenance Center). Les BSS sont gérés sous-forme arborescente ou non
- 11 -
DEA 2IL
par des routeurs MSC (Mobile Switching Center). Les stations MSC sont reliées au RTC (Réseau
Téléphonique Commuté) par une liaison filaire.
Émetteur-récepteur (BSC)
Cellule
Figure 1 : Cellules et Emetteurs/Récepteurs
Deux cellules voisines n’ont pas de canaux en commun. Les cellules sont donc regroupées en
clusters de cellules. Chaque cluster partage les fréquences disponibles entre toutes ses cellules.
- La cellule la plus proche utilisant les mêmes fréquences doit être à une distance D
minimale ;
- Le facteur de réutilisation du spectre (qui permet de réduire les interférences) est: donné
par :
D
= 3.K , où K est le patron de répétition ;
R
- Les tailles des cellules dépendent de la densité de trafic, pour éviter les interférences, le
2
nombre. minimal de cellules nécessaires pour couvrir une zone est donné par
R
D
1
1
2
1
5
4
6
7
7
6
5
6
5
3
4
3
4
3
2
2
7
1
2
3
4
6
5
7
Figure 2 : Clusters de cellules et réutilisation des fréquences
- 12 -
1 D
×  .
3 R
DEA 2IL
Zone rurale
Zone urbaine
Zone péri-urbaine
Figure 3 : Taille des cellules en fonction de la zone de déploiement
1.3. Communication entre mobiles
Quand un mobile est mis en marche:
- il balaie des canaux de contrôle pré-programmés ;
- recherche le signal le plus puissant ;
- s’informe des canaux réservés (Accès et paging) ;
- transmet sur un canal d’accès son numéro et son MIN (Mobile Identification Number).
Figure 4 : Mise en marche d’un téléphone mobile
Quand le BSC1 reçoit son signal, il alerte son MSC2 d ’origine. Il inscrit le mobile comme
utilisateur de sa zone. Lorsqu' un mobile désire faire un appel :
1
2
BSC correspond à l’émetteur/récepteur d’une cellule
MSC correspond au routeur du réseau mobile
- 13 -
DEA 2IL
-
il transmet son identité et le numéro à appeler sur un canal d’accès ;
si une collision se produit alors il réessaie plus tard ;
le BSC reçoit un message et prévient le MSC ;
le MSC cherche un canal libre et le transmet au mobile ;
le mobile se met sur le nouveau canal et attend la réponse.
Figure 5 : Schéma de Communication entre un téléphone mobile et un téléphone fixe
1.3.1. Techniques d’accès au réseau
Ces méthodes ont pour objectif d’utiliser judicieusement les fréquences allouées pour écouler un
maximum de communications en tenant compte de la spécificité des mobiles. On distingue deux
aspects complémentaires : partage des fréquences (technique d’accès multiple) et accès au réseau
par les usagers.
Il existe principalement 3 techniques d’accès multiples : FDMA (Frequency Division Multiple
Access), TDMA (Time Division Multiple Access), CDMA (Code Division Multiple Access)
- FDMA : technique la plus ancienne, allocation d’un canal séparé en fréquence pour
chaque communication ;
- TDMA : partage du temps en temps de base (slot). Les slots sont affectés aux utilisateurs
selon leur spécificité ;
- CDMA : initialement utilisée par les militaires pour des raisons tactiques, elle commence à
l’être de plus en plus dans les systèmes cellulaires. Plusieurs stations (ou abonnés) peuvent
émettre simultanément sur le canal. A chaque utilisateur est associé un code unique. Ce
code est utilisé pour générer des sauts de fréquences lors de la modulation. Ces sauts sont
propres à chaque station, ce qui permet de la distinguer des autres. C’est la technique la
plus complexe à mettre en œuvre.
Les trois techniques précédentes peuvent être combinées. Aujourd’hui l’efficacité des techniques
d’accès fait l’objet de recherches et on ne sait pas dire laquelle est la plus efficace. Toutefois
FDMA et TDMA sont bien adaptées à la transmission de la voix, et sont donc actuellement
utilisées dans les réseaux de deuxième génération.
- 14 -
DEA 2IL
1.3.2. Gestion de la mobilité
1.3.2.1. Au niveau microscopique
C’est celui de la gestion de la mobilité radio qui permet à un abonné de changer de cellule tout en
maintenant sa communication (avec peut-être des dégradations). Cette gestion s’effectue par un
mécanisme de « handover » entre les cellules.
Principe du handover : pendant la communication le lien radio est mesuré et évalué périodiquement,
la détection d’une situation anormale déclenche l’alarme du contrôleur de station BSS vers le
commutateur de service de mobile BSC. A la réception d’une alarme, le BSC identifie la nouvelle
cellule qui effectue le handover, l’ancien canal est ensuite libéré.
Il faut rajouter la gestion de l’état de veille et le passage de l’état inactif à l’état actif du terminal
mobile qui permet au mobile de se positionner sur le réseau avant de commencer à émettre. Par
ailleurs, la localisation d’un abonné avec lequel un autre utilisateur souhaite établir une connexion
peut se faire de plusieurs manières : recherche dans tout le réseau par technique d’inondation,
mise à jour périodique de la localisation, mise à jour en cas de changement de zone …
Une base de données distribuée ou non permet de gérer la localisation des abonnés.
Des techniques issues de l’Intelligence Artificielle (par apprentissage) permettent d’accélérer la
procédure de localisation. Ces aspects ne sont pour le moment qu’au stade de la recherche.
Figure 6 : Mécanisme mis en place lors d'un changement de cellule lors d'un appel
Le BSC où le mobile se trouvait détecte que le signal émis par ce mobile devient trop faible et
alerte les BSCs voisins et leur demande lequel d’entre eux reçoit le mieux le mobile en question.
Le BSC choisi réserve un nouveau canal pour ce mobile et le communique au premier BSC qui à
son tour demande au mobile de changer de canal.
- 15 -
DEA 2IL
1.3.2.2. Au niveau macroscopique
C’est le niveau de gestion de la mobilité qui permet à un abonné de bénéficier des services
auxquels il a souscrit sur toute la couverture de son réseau nominal et éventuellement d’autres
réseaux visités (exemple : faire suivre des appels, numérotation abrégée, …).
2. Le WAP
2.1. Introduction
Le protocole WAP (Wireless Application Protocol) permet à des utilisateurs de se connecter à
Internet et/ou intranet et de transmettre textes, images et sons via leur terminal mobile
(téléphone, assistant personnel,...). Le WAP ne permet pas une connexion directe à Internet mais
seulement à des sites adaptés conçus par des opérateurs ou fournisseurs de services WAP. Le
terminal doit être doté d’un micro-navigateur (browser) s’appuyant sur le protocole Wireless
Markup Language (WML).
L’accès à Internet de déroule en deux étapes :
- La machine s’adapte au réseau en adoptant un mode de transmission (HTTP, IP) commun
à tous les équipements connectés ;
- Une fois la connexion établie chaque machine utilise un langage commun, le WML pour
échanger des données.
L’architecture du WAP, basée sur l’utilisation de micro-navigateurs présente la spécificité
suivante : l’appareil décide comment afficher l’information fournie par le serveur, permettant
ainsi à chaque appareil de se différencier au moyen de son interface utilisateur ainsi que de son
affichage.
Le WAP est un standard relativement indépendant du support de communication, il est
applicable au GSM 900, 1800 et 1900 MHz et pourra fonctionner sur les réseaux HSCSD, GPRS,
EDGE, UMTS, W-CDMA, IMT2000.
En décembre 1997 Ericsson, Motorola, Nokia et Unwired-Planet ont crée le WAP Forum [30]
afin de tenter d’établir des spécifications unifiées.
Le WAP forum compte aujourd’hui plus de 250 membres, parmis lesquels des fabricants de
terminaux, des opérateurs, des éditeurs de logiciels, des fabricants d’infrastructures WAP.
Les spécifications du WAP se veulent indépendantes de l’interface air, du terminal et sont interopérables. Les spécifications du WAP 1.0 ont été publiées en septembre 1997 et ratifiées en avril
1998. Celles du WAP 1.1 ont été publiées en juin 1999 et les premiers terminaux sont apparus en
décembre 1999.
Maintenant la version 2.0 du WAP, plus adaptée, en termes de débit, aux technologies de
transmission de données sans fil de type UMTS est disponible depuis septembre 2001.
- 16 -
DEA 2IL
2.2. Architecture WAP
2.2.1. Eléments de l’architecture
Pour accéder à un service WAP, le terminal mobile commence par se connecter à une passerelle.
Cette procédure équivaut à un appel téléphonique, mais cette opération est transparente pour
l’utilisateur.
En cours de consultation le browser envoie des requêtes au format WML (dérivé du HTML et
spécialement développé en tenant compte des caractéristiques des réseaux mobiles).
La transmission des données entre le terminal WAP et le réseau (ou le bouquet de services)
s’effectue soit par l’intermédiaire de la passerelle WAP qui assure la transformation des requêtes
HTTP classiques, soit directement par requêtes WTP (Wireless Transaction Protocol) sur un
serveur WAP.
Filtre
WML
4
Passerelle WAP
HTML
WML
Serveur WEB
(HTML)
2
WML
5
6
3
WML
Serveur WAP
(WML)
Serveur de services à valeurWML
ajoutée de téléphonie
1
Figure 7 : Fonctionnement d'une passerelle WAP
Etape 1 : Le micro-navigateur logé dans le terminal capte les commandes de l’utilisateur et renvoie
ces informations via le réseau. La navigation WAP se fait grâce à des liens WML ;
Etapes 2, 3, 4, 5 : Les informations transitent ensuite par la passerelle WAP du fournisseur d’accès
et un proxy (filtre) intégré ou non à la passerelle joue le rôle d’interface entre le web et la monde
sans fil ;
Etape 6 : Les données formatées empruntent le réseau de l’opérateur et sont reçues sur le terminal
WAP.
Requêtes WAP sur
réseau GSM
Réponses WAP
Requêtes
Traduction des
requêtes et des
réponses
Réponses
du serveur
Serveur web
ou WAP
Figure 8 : Echanges d’informations entre un terminal mobile et un serveur
2.2.2. La passerelle WAP
Dans la figure précédente la passerelle intègre le filtre WAP. La passerelle fournit une connexion
directe entre le réseau mobile et les serveurs d’applications. Elle joue le rôle de client de tous ces
serveurs. Cette passerelle est indispensable pour l’adaptation des données (codage,
compression…).
- 17 -
DEA 2IL
2.2.3. Accès aux services de données
Le WAP adopte un fonctionnement Client-Serveur, la figure suivante présente la pile de
protocoles utilisée lors d'un accès à un serveur Internet :
Client
WML
Passerelle WAP
Encodeur WML
WSP / WTP
Serveur web
HTTP
Contenu
WML Script
Compilateur WMLScript
WTAI
Adaptateur de protocole
Figure 9 : Piles de Protocoles utilisées lors de l'interrogation d'un serveur web
Le terminal interroge via WML (Wireless Markup Language) la passerelle qui vérifie s’il est équipé
des logiciels spécifiques pour l'exécution du WML (ce sont les WML scripts) et de la Wireless
Application Interface (WTAI) qui permettent d'offrir à l'utilisateur une application de téléphonie
WAP sur son téléphone GSM.
Les protocoles WSP (Wireless Security Protocol) et WTP (Wireless Transaction Protocol) servent
respectivement à la sécurité et au transport des données.
La passerelle réalise les adaptations nécessaires des requêtes WAP allant vers le serveur web et,
inversement, du contenu, provenant d’un serveur Internet, destiné au client WAP.
La figure suivante présente la pile de protocoles qui interviennent lorsqu'un client mobile accède
à un serveur WAP.
Client
WML
Serveur d'applications WAP
WSP /
WTP
Encodeur WML
WML Script
Compilateur WMLScript
WTAI
Adaptateur de protocole
Contenu
WML
Decks
avec
WML Scripts
Figure 10 : Pile de Protocoles utilisés lors de l'interrogation d'un serveur WAP
Les documents WML sont structurés en plusieurs unités appelées cartes, les services sont
disponibles en laissant l'utilisateur naviguer d'une carte à une autre (d'un ou de plusieurs
documents WML). La gestion des services est basée sur le principe de jeux de cartes (decks). Un
deck est envoyé vers le terminal utilisateur, l'utilisateur peut donc naviguer à travers le jeu
complet de cartes. Quand l'utilisateur choisit un service cela équivaut à demander à son terminal
de télécharger le jeu de carte associé.
2.2.4. Pile de protocoles WAP
L'architecture WAP se compose de couches successives pour les applications, les sessions et le
transport des données. Ces données ne se limitent pas uniquement au texte, le WAP définit un
- 18 -
DEA 2IL
format Wireless BitMap (WBMP) pour les images. Cependant, l'utilisation actuelle du GSM reste
un frein à la diffusion d'images à cause du faible débit (9,6 kbit/s).
La technologie WAP s'appuie sur une pile de protocoles inspirée de celle de TCP/IP, prenant en
compte les contraintes liées aux terminaux mobiles :
- faible bande passante ;
- limitation de la résolution des écrans ;
- limitation de la puissance de calcul ;
- faible autonomie des batteries.
Monde Internet
User Data Protocol (UDP)
Transport Layer Security (TLS)
HyperText Tansfer Protocol (HTTP)
HyperText Markup Language (HTML)
Sessions HTTP
Monde WAP
Wireless Datagram Protocol (WDP)
Wirelless Transport Layer Security (WTLS)
Wireless Transaction Protocol (WTP)
Wireless Markup Language (WML)
Wireless Session Protocol (WSP)
Tableau 1 : Equivalences des protocoles Internet et WAP
Internet
HTML
JavaScript
Wireless Application Protocol
Wireless Application
Environment (WAE)
Autres services
et applications
Couche Session (WSP)
HTTP
Couche Transaction (WTP)
TLS - SSL
Couche Sécurité (WTLS)
Couche Transport (WDP)
TCP/IP
UDP/IP
GSM - CDMA - Etc.
Figure 11 : Pile de protocoles WAP et Internet
La couche Wireless Application Environment (WAE) propose un environnement
d'application basé sur une combinaison des mécanismes utilisés sur Internet et des technologies
de téléphonie mobile. Le WAE cherche à définir un environnement inter-opérable qui permettra
aux opérateurs et aux fournisseurs de services de construire des applications et des services
atteignant une large variété de plates-formes sans fil différentes.
Le WAE spécifie le browser et l'environnement d'application.
La couche Wireless Session Protocol (WSP) est un protocole de couche session, dérivé du
HTTP et qui fournit à la couche application du WAP une interface pour deux services de session.
Le premier est un service orienté connexion qui opère au-dessus de la couche WTP, le second est
un service sans connexion qui opère au dessus d'un service datagramme sécurisé ou non.
- 19 -
DEA 2IL
La couche Wireless Transaction Protocol (WTP) fonctionne au-dessus du service datagramme
et fournit un protocole allégé orienté transaction et adapté pour l'implémentation dans des clients
tels des terminaux mobiles
Le WTP fournit un mécanisme de transport adapté pour des terminaux dotés de ressources
limitées avec des bandes passantes faibles ou moyennes. Il fournit un transport de données fiable
basé sur un mécanisme de demandes/requêtes et supporte des retransmissions de paquets perdus
ainsi que le contrôle de flux. Il a été conçu pour fonctionner avec le CDMA et le service de
messages courts (SMS), il opère efficacement sur des réseaux datagrammes sans fil sécurisés.
Le WAP peut fournir une sécurité de bout en bout en s'appuyant sur le Wireless Transport
Layer Security (WTLS), protocole de sécurité basé sur le protocole standard Transport Layer
Security (TLS) connu auparavant sous le nom de Secure Socket Layer (SSL).
La couche Wireless Datagram Protocol (WDP) est le protocole de la couche de transport, il
offre un service cohérent aux protocoles de couches supérieures et communique de façon
transparente avec un des moyens de transport (bearers) disponibles.
Le protocole WDP est orienté datagramme (sans connexion), il est remplacé par UDP quand il
est utilisé sur un réseau IP.
3. L’i-Mode : le WAP Japonais
3.1. Présentation d'i-Mode
Le 22 février 1999, NTT DoCoMo lance l'i-Mode, service d'accès sans fil à l'Internet Japonais.
Les abonnés à l'i-Mode peuvent accéder à quatre grandes catégories de services :
- divertissements (jeux en réseaux, karaoké, téléchargement de sonneries, radio FM,…) ;
- transactions (banques, assurances, bourse) ;
- bases de données (recettes de cuisine, restaurants, hôtels, …) ;
- informations (actualités, trafic routier, météo, …) ;
Les services les plus populaires sont le mail, la banque mobile, les horaires de train. 250 portails iMode ont été crées et 500 compagnies et individuels ont crée des sites i-Mode accessibles
directement en entrant l'adresse du site sur le téléphone mobile.
Chaque abonné au service i-Mode possède une adresse mail qui correspond à son numéro de
portable.
L'i-Mode a remporté un gros succès commercial car 10 millions d'abonnés ont été comptabilisés
la première année depuis son lancement, et 20 millions d'abonnés fin mars 2001 pour des services
comme le mail.
La facturation s'effectue par volume de données transmis sur le réseau de données par paquet.
Un message de 240 caractères coûte 4 centimes d'euros. L'abonnement coûte environ 4 euros par
mois.
NTT DoCoMo (partout en japonais) est devenu le plus grand provider au Japon, prouvant ainsi
que la téléphonie mobile représente un marché important pour les fournisseurs d'accès à Internet.
Les téléphones compatibles i-Mode se rapprochent maintenant des ordinateurs, les fréquences
des processeurs ont maintenant largement dépassé les 200 MHz, ils ont des écrans plus longs que
ceux des autres téléphones mobiles, autorisant l'affichage sur une dizaine de lignes de textes, et
possèdent plusieurs mégabits de mémoire flash.
- 20 -
DEA 2IL
L'i-Mode utilise les équipements propriétaires DoCoMo mais le codage, contrairement au WAP,
est très lié aux protocoles ouverts Internet. En effet l'i-Mode utilise le compact HTML (cHTML). Cette approche n'implique aucun équipement particulier au niveau de l'infrastructure du
réseau, l'adaptation des pages HTML aux caractéristiques matérielles du téléphone mobile se
faisant au niveau du terminal lui-même.
3.2. Introduction technique
Figure 12 : Architecture de l'i-Mode
Le protocole de transmission de l'i-Mode est le Code Division Multiple Access (CDMA) qui
permet à plusieurs utilisateurs d'utiliser la même ligne de transmission en même temps. La vitesse
de transmission est de 9,6 kbits/s.
Un protocole de transmission de données spécifique à l’i-Mode a été développé par NTT
DoCoMo afin d’être utilisé dans le système PDC-P (PDC mobilePacket communication system,
système permettant l’échange de données au format i-Mode). Les connections entre l’i-Mode
server et Internet utilisent TCP/IP, le module Message Packet Gateway (M-PGW) permettant la
conversion entre les deux formats.
Plusieurs unités M-PGW sont déployées dans le réseau PDC-P pour prévoir une meilleure
répartition des charges du trafic et une meilleure fiabilité. D’ailleurs plusieurs M-PGW sont
configurés pour correspondre à plusieurs terminaux mobiles et une connexion circuit est établie
séquentiellement.
Le serveur i-Mode fonctionne comme un relais entre l’i-Mode (système de transmission mobile
de paquets PDC) et Internet. Ce serveur inclut trois fonctionnalités de service :
- distribuer l’information du site visité sur le i-Menu depuis le serveur IP d’Internet ;
- manipuler du courrier Interne ou i-Mode ;
- permettre l’accès à Internet.
- 21 -
DEA 2IL
3.3. Comparaison i-Mode / WAP
La technologie i-Mode présente de nombreux avantages par rapport au WAP notamment la
simplicité du langage utilisé (cHTML), les utilisateurs peuvent naviguer sur une page HTML si
elle ne contient pas d'applets Java ou d'animations Flash. Au contraire le WAP s'appuie sur WML
dont la structure se rapproche du XML, langage considéré parfois comme rigide. Peu de
développeurs actuellement maîtrisent le WML, les logiciels de traduction HTML/WML sont
rares.
Les Japonais ayant voulu éviter l'utilisation d'une passerelle (alors que le WAP nécessite des
passerelles WAP). Ils ont bâti l'i-Mode sur les couches basses du réseau, présentant l'inconvénient
d'être ainsi fortement lié au type de réseau cellulaire japonais (le PDC), très différent du GSM
Européen. De plus les entreprises utilisent peu l'i-Mode car il n'est pas très performant au niveau
de la sécurité.
L'une des raisons du succès commercial de l'i-Mode est que, dès son lancement, et contrairement
au WAP, il possédait un vrai catalogue de services, mais les défauts et les qualités réels de ces
deux modes d'accès à Internet ne pourront véritablement s'apprécier qu'avec l'arrivée du GPRS et
de l'UMTS.
4. Le réseau GSM
4.1. Un peu d'histoire
Au début des années 80, chaque pays européen développe son propre système de téléphonie
cellulaire, mais ceux-ci étaient incompatibles entre eux. En 1982, Nordic Ptt fit une proposition
au CEPT (Conférence Européenne des Postes et Télécommunications) pour la création d'un
service commun de téléphonie mobile européen sur la fréquence 900 Mhz.
Le CEPT a alors constitué le Groupe Spécial Mobile (dont est issu le nom GSM) avec pour
mission de développer un standard pan-européen pour la communication cellulaire.
Actuellement, GSM correspond à Global System for Mobile communication.
En 1985, le groupe décide de choisir un système ayant pour base la technologie digitale, l'étape
suivante a été de choisir entre la solution à large bande (broadband) et celle à bande étroite
(narrowband), des essais ont été faits à Paris et en mai 1987, la solution narrowband TDMA
(Time Division Multiple Access) fut retenue.
Treize pays signent le "Memorandum of Understanding" et s'engagent à réaliser le premier
système opérationnel ayant comme support le standard GSM avant le 1er juillet 1991. Les
premiers services commerciaux voient le jour vers mai 1991 et, en 1993, il existe 36 réseaux GSM
dans 22 pays. Même s'il a été standardisé en Europe, le système GSM n'est pas exclusivement
européen, il existait en 1996 des réseaux GSM opérationnels ou planifiés dans cent pays dans le
monde. L'augmentation du nombre d'abonnés a été rapide : 1,3 millions début 1994, 5 millions
fin 1995 uniquement en Europe.
Le réseau GSM définit une série d'améliorations et d'innovations en matière de réseaux
cellulaires, qui visent une utilisation efficace du spectre des radio fréquences, la sécurité de la
transmission, la qualité de conversation, la réduction des coûts des terminaux et des
infrastructures, la capacité à supporter de nouveaux services et la compatibilité totale avec le
réseau ISDN (Integrated Services Digital Network) et avec d'autres réseaux de transfert de
données.
D'ailleurs le réseau radio mobile GSM représente le premier système standardisé qui utilise une
technique de transmission numérique pour le canal radio. Autre caractéristique essentielle du
réseau : le roaming (mobilité), c'est-à-dire la possibilité offerte à l'utilisateur d'accéder aux services
- 22 -
DEA 2IL
GSM même dans le cas où il se trouve à l'extérieur de la zone de couverture de son réseau de
souscription, en tant qu'utilisateur en visite.
4.2. Introduction technique
Du fait de la mobilité les données relatives à l'abonné doivent être enregistrées dans une base de
données que l'on peut consulter ou mettre à jour de n'importe quel point du réseau.
La principale caractéristique d'un système radio mobile peut être résumée en terme de liaison
entre les appareillages audio, les embranchements radio mobiles, les bases de données et le réseau
PSTN/ISDN, dans le but d'identifier les terminaux mobiles, contrôler et achever les connexions
et mettre à jour les données de gestion.
Le spectre de fréquences disponibles (la largeur de bande) correspond au nombre de fréquences
radio attribuées à ces services. Il est limité et, pour exploiter au mieux la largeur de bande
disponible, afin de satisfaire le maximum d'utilisateurs en même temps dans une même zone, le
système a été conçu en partageant l'aire de service en parties adjacentes appelées cellules (voir 1.2
Les réseaux cellulaires page 10).
Le standard GSM utilise la technologie d'accès à division de fréquence (FDMA) associée à celle
d'accès à division de temps (TDMA) : 8 canaux vocaux (Full Rate) ou bien 16 canaux vocaux
(Half Rate)
4.3. GSM: Architecture de Base du Réseau
L'architecture de base du système GSM prévoit quatre sous-systèmes principaux dont chacun
dispose d'un certain nombre d'unités fonctionnelles et est connecté à l'autre à travers des
interfaces standards qui seront décrites ultérieurement. Les principaux sous-systèmes du réseau
GSM et les éléments dont ils sont composés sont:
Figure 13 : Architecture du réseau GSM
La Mobile Station est le terminal mobile de l'abonné.
La Base Station Sub-System effectue le contrôle de la liaison radio avec la Mobile Station.
- 23 -
DEA 2IL
Le Network Sub-System effectue le transfert des appels entre le réseau mobile et le réseau fixe ou
vers d'autres réseaux radio mobiles et effectue aussi la supervision de la mobilité des abonnés. A
partir du Network Management Center il est possible de contrôler toutes les opérations en cours, et
aussi d'effectuer la configuration (setup ) du réseau.
Pour une description détaillée du fonctionnement des composants du réseau consulter l’annexe
17.
Différents composants du réseau GSM (page 63)
4.4. Acheminement des appels
Voici les différentes phases lorsqu'un utilisateur d'un mobile désire correspondre avec un abonné
du réseau fixe :
Figure 14 : Prise de ligne d'un mobile vers le réseau fixe
1 - Une fois que l'utilisateur a composé le numéro de son correspondant sur son mobile, la
demande arrive à la BTS de sa cellule ;
2 - Le BSC relaie la demande ;
3 - La demande arrive dans le commutateur du réseau où l'abonné est d'abord authentifié puis
son droit d'usage vérifié ;
4 - Le commutateur MSC transmet l'appel au réseau public ;
5 - Le commutateur MSC demande au contrôleur BSC de lui réserver un canal pour la future
communication ;
6 - Lorsque l'abonné demandé décroche son téléphone, la communication (circuit) est établie.
Pour les appels dans l'autre sens, le HLR et le VLR interviennent pour déterminer la cellule où se
situe l'utilisateur mobile.
Notons que le multiplexage fréquentiel AMRF divise en 124 canaux de 200 kHz de large chacun
les deux plages de fréquences (890-915 MHz) terminal vers station de base et (935-960 MHz)
station de base vers terminal. Il offre 124 voies de communication duplex en parallèle, chaque
sens de communication possédant une voie qui lui est réservée
- 24 -
DEA 2IL
4.5. Typologie des paquets
La structure d'un paquet est un corps porteur des informations utiles, précédé et suivi par une
zone TB (Tail Bit). Une période de garde (GP) permet de compenser la durée de transmission.
Un intervalle de temps IT de 577 microsecondes est équivalent à la durée d'émission de 156,25
bits. Autrement dit, un canal de transmission offre un débit brut de 270 kbit/s, mais le débit
maximum utile pour un abonné est de 13 kbit/s.
Figure 15 : Typologie d'un paquet GSM
TB (Tail Bit) : 8 bits d'extrémités des paquets.
GP (Guard Period) : 68,25 bits de terminaison des paquets.
Paquet d'accès au réseau
Tous les mobiles prennent contact avec le réseau par l'émission d'un paquet d'accès sur le canal
d'accès dédié. Ce paquet est le plus petit des paquets, il transporte 77 bits (41 bits de
synchronisation et 36 bits d'informations) et dispose du temps de garde GP le plus important :
68,25 bits soit 252 microsecondes. Ce temps de garde permet d'établir des communications avec
des stations mobiles distantes de 35 km de la station de base BTS. Le réseau estime en
permanence la durée de voyage d'un paquet et il asservit en conséquence l'instant du début
d'émission de la station mobile pour compenser le retard dû à la propagation des ondes radio
entre le mobile et la station. Dans le réseau, les horloges des émetteurs sont synchronisées par un
top de synchronisation diffusé par la station de base.
Figure 16 : Typologie d'un paquet d'accès au réseau dans le GSM
TB (Tail Bit) : 3 bits d'extrémités des paquets.
GP (Guard Period) : 8,25 bits de terminaison des paquets.
Paquet de synchronisation
Le paquet de synchronisation transporte 142 bits parmi lesquels se trouvent 78 bits
d'informations pour les stations mobiles, porteurs de données à propos de leur localisation dans
le réseau (identification de la station de base, identité de la cellule, identité de la zone) et de la
fréquence d'accès dans ce réseau.
La norme GSM définit également deux autres types de paquets : le paquet normal et le paquet de
correction de fréquence.
- 25 -
DEA 2IL
5. Le réseau GPRS
5.1. Introduction
5.1.1. Généralités
Le réseau GSM prévoit les services de transmission à partir de la phase initiale (phase 1), il s’agit
cependant de services à modalité de transfert à commutation de circuit, c'est-à-dire que dans le
réseau la connexion physique, une fois établie, consacre ses ressources de bout en bout entre les
deux utilisateurs, jusqu’à l’arrêt explicite de la connexion, indépendamment du fait que les 2
utilisateurs échangent ou non des données pendant la communication. Cette technique est
optimale uniquement si les 2 utilisateurs doivent échanger une quantité importante de données
(transfert de fichiers par exemple), mais le cas le plus fréquent (trafic interactif) correspond à un
échange de données moins important, d’où la nécessité d’optimiser l’utilisation des ressources.
Le GSM doit faire face, comme il y a quelques années le Réseau Téléphonique Commuté (RTC),
au problème de prévoir une modalité de transfert paquets, pour que les données utilisateurs
renfermées dans des entités de protocole, comportant l’indication de l’expéditeur et du
destinataire, puissent être transportées par le réseau sans réserver une liaison physique.
Avec le système GPRS (General Packet Radio Service) introduit par l’ETSI (European
Telecommunication Standard Institute) pour la phase 2+ du GSM, l’accès au réseau à paquet est
porté au niveau de l’utilisateur mobile à travers des protocoles tels que TCP/IP ou X25 n’ayant
aucune nécessité d’utiliser des connexions intermédiaires à commutation de circuit.
Le service GPRS permet la transmission des paquets, c'est-à-dire que les paquets sont acheminés
dans des phases séparées à travers les différents nœuds du support du service, appelés GSN
(Gateway Support Node).
Le service GPRS est donc orienté vers des applications qui présentent les caractéristiques
suivantes :
- Transmission peu fréquente de petits ou grands volumes de données ;
- Transmission intermittente de données (par exemple quand le temps d’attente entre 2 envois
ou réceptions est supérieur au temps moyen d’un envoi ou d’une réception).
5.1.2. Caractéristiques
En parallèle de l’architecture GSM fournissant les services voix, l’architecture GPRS fournit les
services de données par paquets avec des débits théoriques de 115kbit/s.
La nette augmentation des débits (9,6 kbits/s actuellement avec le GSM) implique l’augmentation
du nombre de démodulations et décodages en canal, et donc l’apparition de nouveaux terminaux
adaptés.
Un terminal mobile GPRS peut fonctionner dans l’un des 3 modes suivants :
- mode d’opération de classe A : le terminal peut être en communication simultanément sur
le service GPRS et sur d’autres services GSM. Ces terminaux se caractérisent par une
grande capacité, ils peuvent émettre ou recevoir des appels de type circuit (voix) ou
données de façon simultanée ;
- mode d’opération de classe B : le terminal ne peut être en communication que sur le
service GPRS ou le service GSM ;
- mode d’opération de classe C : le terminal ne peut être utilisé que pour des services
GPRS. Ces terminaux ne gèrent que les données par paquet et ne possèdent pas de
capacité pour supporter la voix.
- 26 -
DEA 2IL
5.2. Description fonctionnelle du GPRS
5.2.1. Schéma fonctionnel
Figure 17 : Architecture du GPRS
MSC (Mobile Services Switching Centre) : Commutateur du réseau GSM ;
VLR (Visitor Location Register) : Base de données locale qui contient les profils de tous les
abonnés présents dans la zone gérée par ce VLR ;
HLR : Base de données globale de tout réseau GSM dans laquelle les profils de services des
abonnés, la localisation des abonnés et la gestion de la sécurité sont enregistrés ;
SGSN : Serveur d’accès aux services GPRS (équivalent au MSC) ;
GGSN : Routeur IP connectant le réseau GPRS et un réseau externe de commutation par
paquets (IP ou X25) ;
PDN (Packet Data Network) : Réseau à commutation par paquets (IP ou X25).
Le GGSN masque au réseau de données les spécificités du GPRS. Il gère la taxation des abonnés
du service, et doit supporter le protocole utilisé sur le réseau de données avec lequel il est
interconnecté. Les protocoles de données supportés en standard par un GGSN sont IPv6, CLNP
et X25.
Le SGSN est la fonctionnalité du service dans le centre de commutation (MSC), qui permet de
gérer les services offerts à l'utilisateur. Le SGSN est l'interface logique entre l'abonné GSM et un
réseau de données externe. Ses missions principales sont, d'une part la gestion des abonnés
mobiles actifs (mise à jour permanente des références d'un abonné et des services utilisés) et
d'autre part le relais des paquets de données. Quand un paquet de données arrive d'un réseau
PDN (Packet Data Network) externe au réseau GSM, le GGSN reçoit ce paquet et le transmet au
SGSN qui le retransmet vers la station mobile. Pour les paquets sortants, c'est le SGSN qui les
transmet vers le GGSN.
Lors d’une communication le réseau GPRS est interconnecté à un autre réseau à commutation
par paquets. Ce réseau possède son propre format de paquets : entête, adresse destinataire,
adresse expéditeur, informations, etc.
- 27 -
DEA 2IL
Afin d’acheminer correctement les paquets vers et depuis le terminal mobile, le GPRS doit
convertir ces informations en données compréhensibles par le réseau GPRS. Les paquets sont
transmis entre le terminal mobile et le SGSN en utilisant le protocole LLC
Différentes interfaces permettent aux SGSN et GGSN de fonctionner avec les entités physiques
existantes du GSM :
Gb : interface définie entre la partie radio GSM adaptée pour supporter le GPRS et le soussystème réseau GPRS
Gs : interface optionnelle définie entre le SGSN et le MSC/VLR. Elle permet au SGSN
d’envoyer par exemple des informations de localisation au MSC/VLR et d’éviter des échanges
redondants de signalisation liés à la gestion de la mobilité entre le terminal et le SGSN, puis entre
le terminal et le MSC.
Gn : interface définie entre les nœuds GSN appartenant à un même réseau PLMN (Public Land
Mobile Network). Les messages IP, X25 sont transportés entre les nœuds GSN par tunnelling
grâce au protocole GTP (GPRS Tunneling Protocol). Celui-ci permet la transmission de paquets
entre entités GPRS via l’établissement de tunnels de communication, GTP utilise soit TCP, soit
UDP, selon qu’une connexion fiable est nécessaire ou non.
Gr : interface définie entre le SGSN et le HLR pour des échanges de données liées aux profils
des abonnés et à la gestion de la mobilité notamment.
Gc : interface optionnelle définie entre le GGSN et le HLR servant au GGSN lorsqu’il cherche
des informations de localisation concernant un terminal mobile.
Gi : interface définie entre le GGSN et les réseaux externes de données par paquets permettant
les échanges entre le réseau GPRS et le monde extérieur.
Gp : interface définie entre deux PLMN différents est équivalente de l’interface Gn avec, en plus,
des fonctions de sécurisation entre les PLMN
Seules les interfaces Gb, Gn et Gr sont obligatoires, la mise en œuvre des autres dépend des
choix de fonctions d’inter-fonctionnement entre le GSM existant et le GPRS.
5.2.2. Les composantes du GPRS
Voici l'architecture des piles logicielles dans chacun des éléments d'un réseau GPRS.
Figure 18 : Les piles logicielles d'un système GPRS
- 28 -
DEA 2IL
Dans le terminal mobile, nous trouvons de bas en haut les couches suivantes :
•
La couche physique, qui se décompose en deux sous-couches fonctionnelles ;
o
La sous-couche RF, qui gère les fonctions radio du terminal. Elle émet les
informations reçues de la couche physique. Elle décode les informations reçues de
la station de base et les transfère pour interprétation vers la couche physique ;
o
La couche physique produit les trames, qui seront émises par la couche radio;
pour les trames reçues du réseau, elle détecte et corrige les erreurs de
transmission ;
•
La couche MAC (ou RLC pour Radio Link Control) pilote la liaison radio entre le
terminal et la station de base, c'est-à-dire les mécanismes de retransmission en cas
d'erreur, la fonction de contrôle d'accès aux ressources radio quand plusieurs terminaux
sont en concurrence. Le RLC peut demander la retransmission d'un bloc de données ;
•
La couche supérieure SNDC (SubNetwork Dependant Convergence) gère la mobilité, le
cryptage et la compression de données.
5.2.3. Exemple d’une réception de données par un utilisateur GPRS
MSC
HLR
VLR
SGSN
BTS
BSC
SGSN
Réseau IP
intra-PLMN
GGSN
BTS
Réseau de données
paquets
données et signalisation
Routeur
signalisation
SGSN: Serving GPRS Support Node
GGSN: Gateway GPRS Support Node
Réseau LAN
Figure 19 : Appareil mobile recevant un paquet de données GPRS
Les paquets de données de l’émetteur cheminent à travers le réseau local jusqu’à un routeur qui
aiguille les paquets vers le GGSN. Quand un paquet destiné au terminal mobile atteint le GGSN,
celui-ci effectue les conversions de formats de données, de protocoles de signalisation et
d’informations d’adresses afin de permettre la communication entre les différents réseaux. Le
GGSN vérifie dans le HLR s’il existe un contexte pour le terminal mobile recherché, c'est-à-dire
- 29 -
DEA 2IL
s’il est connecté au réseau. Le GGSN joue donc le rôle d’une passerelle vers et depuis des réseaux
externes, traite la sécurité, la facturation et l’allocation des adresses IP dynamiquement.
Le terminal répond en précisant la cellule dans laquelle il est localisé et s’enregistre en mode Actif,
puis le paquet est acheminé du SGSN via la MSC. Le trafic entre le SGSN et le terminal mobile
suit donc la route normale du trafic voix GSM, le même réseau de transmission transporte le
trafic GSM et le trafic GPRS.
5.2.4. Exemple d’une émission de données par un utilisateur GPRS
MSC
HLR
VLR
SGSN
BTS
BSC
SGSN
Réseau IP
intra-PLMN
GGSN
BTS
Réseau de données
paquets
données et signalisation
Routeur
signalisation
SGSN: Serving GPRS Support Node
GGSN: Gateway GPRS Support Node
Réseau LAN
Figure 20 : Emission d'un paquet de données par un terminal mobile (dans un réseau GPRS)
5.3. Le protocole GPRS
Le protocole GPRS est un protocole de niveau trois, transparent à toutes les entités du réseau,
comprises entre la terminaison mobile MT et le nœud SGSN auquel le mobile est logiquement
connecté. Les entités d'égal niveau entre lesquelles on établit une connexion, sont, en effet,
localisées dans la terminaison mobile MT et dans le nœud GSN. Ce protocole supporte, soit
l'échange d'informations de contrôle, soit des paquets PDP-PDU (Packet Data Protocol Protocol Data Unit) entre le mobile et le nœud auquel celui-ci est connecté logiquement (les
PDP-PDU sont envoyés dans les trames GPRS).
Le format d'une trame GPRS prévoit les champs suivants:
- identificateur du protocole GPRS ;
- identificateur du protocole des PDU (identificateur de PDP) ;
- message GPRS.
- 30 -
DEA 2IL
L'identificateur du protocole GPRS est une information numérique dont le but est de différencier
les trames contenant des paquets GPRS, des trames contenant des informations GSM.
L'identificateur du protocole des PDU encapsulés dans les trames GPRS est nécessaire pour
acheminer ces derniers, quand ils ont été désencapsulés, vers le SAP (Service Access Point) correct;
cette information aussi est de type numérique. On aura donc, une valeur qui définit les paquets
X25, une qui définit les paquets IP (Internet Protocol), une qui définit les paquets CLNP
(Connectionless Network Protocol) et ainsi de suite. Qui plus est, cette information permet
l'interprétation du message GPRS contenu dans la trame. En effet, celles-ci sont utilisées soit
pour le transport de messages de contrôle, soit pour le transport de données, il devient donc
nécessaire d'employer un indicateur qui permet de repérer à quelle catégorie appartient le message
GPRS. Les messages GPRS de contrôle sont définis par une valeur pré-établie par l'identificateur
de PDP.
LOG-ON REQUEST
LOG-ON RESPONSE
SET GPRS CIPHERING MODE
ROUTING UPDATE REQUEST
ROUTING UPDATE
RESPONSE
GPRS RA UPDATE REQUEST
GPRS RA UPDATE RESPONSE
demande de log-on
réponse à une demande de log-on
activation du mode de transmission chiffré
demande de mise à jour des informations de routage
réponse à une demande de mise à jour des
informations de routage
demande de mise à jour de l'indicateur d' aire de
routage
réponse à une demande de mise à jour de l'indicateur
d' aire de routage
Tableau 2 : messages GPRS de contrôle
Le nœud GSN, avant d'acheminer les PDU de niveau trois désencapsulés des trames GPRS
reçues à travers l'interface Gb, les encapsule (comme SDU - Service Data Unit) en PDU du
protocole de réseau utilisé pour le transport des paquets de l'utilisateur. Evidemment, il effectue
l'opération inverse pour les paquets adressés à l'utilisateur mobile.
Figure 21 : Architecture du protocole GPRS pour le transfert de l'information entre terminal mobile TE et
nœud GSN
- 31 -
DEA 2IL
5.4. GPRS et EDGE
5.4.1. Conclusions sur le GPRS
Le GPRS constitue une étape entre le GSM, réseau dédié aux services liés à la voix, et l’UMTS
qui sera un réseau plus dédié aux services liés aux données grâce à des débits plus élevés.
Début 2002, ont été d’ores et déjà recensés 50 millions de téléphones mobiles compatibles WAP
dans le monde. Mais ceux-ci ne sont pas compatibles avec la technologie GPRS et les terminaux
adaptés arrivent en quantité depuis le début 2002. Le protocole GPRS permettant des connexions
continues à Internet un nouveau mode de tarification, basé sur le volume de données (ou le type
de services utilisés) est mis en place. Le débit théorique est de 115kbits/s, mais fin 2001 les débits
réels étaient aux alentours de 20kbits/s.
Le GPRS devrait permettre un usage d’applications de type peer-to-peer (PTP), tels le chat, la
messagerie instantanée, les jeux en réseau, et peut-être le partage de fichiers.
A la suite du GPRS se profile les technologies EDGE (Enhanced Data rates for GSM
Evolution), puis UMTS (Universal Mobile Technology System) qui permettront des débits de 384
kbits/s puis 2 Mb/s.
5.4.2. EDGE : améliorer les débits du GPRS
Les opérateurs GSM qui déploient un réseau GPRS ne pourront pas offrir les débits théoriques
maximum annoncés (170 kbits/s), c’est pour pallier cela que l’EDGE (Enhanced Data rates for
GSM Evolution) est étudié. EDGE consiste à changer les principes de la modulation du GSM de
façon à obtenir des débits plus élevés. EDGE utilise les bandes de fréquences existantes afin
d’offrir des services et des applications basés sur IP.
Il doit être considéré comme une amélioration du service GPRS, et apparaît comme la solution
de transition entre le GPRS et l’UMTS. Une solution pourrait être le déploiement de l’UMTS
dans les villes et EDGE dans les campagnes. De même EDGE peut être une solution de
rechange pour les opérateurs ne possédant pas de licence UMTS.
6. L’UMTS
6.1. Présentation
6.1.1. Définition
L’expression « Universal Mobile Telecommunications System » (UMTS) désigne une norme
cellulaire numérique de troisième génération. Sous certaines conditions les débits théoriques
devraient atteindre 2 Mbits/s, permettant ainsi d’avoir des débits de transmission beaucoup plus
élevés que ceux des réseaux de seconde génération, qui plafonnent à 150 kbits/s avec le GPRS
(General Packet Radio System). L’UMTS est une évolution de la norme GSM (Global System for
Mobile communications) mais contrairement au GPRS il n’est pas possible d’utiliser les mêmes
fréquences que le GSM.
Ainsi, les réseaux UMTS constitueront les systèmes de télécommunications mobiles et sans fil de
troisième génération, capables d'offrir au grand public des services de type multimédia à débit
élevé. Voici les objectifs que le parlement européen assigne au projet :
Pour les services :
- 32 -
DEA 2IL
-
Capacités multimédia et mobilité sur une très grande étendue géographique ;
Accès efficace à Internet, aux intranets et aux autres services basés sur le protocole IP ;
Transmission vocale de grande qualité, comparable à celle des réseaux fixes ;
Portabilité des services dans les environnements UMTS différents ;
Fonctionnement en mode GSM / UMTS à l'intérieur, à l'extérieur et dans des endroits
extérieur éloignés permettant une itinérance totale entre les réseaux GSM et entre les
éléments terrestres et satellitaires des réseaux UMTS.
Pour les terminaux :
- Terminaux GSM / UMTS bimodaux et à deux bandes, si approprié ;
- Terminaux UMTS bimodaux terrestres / satellite, si approprié.
6.1.2. UMTS dans le contexte mondial
Devant le succès de la norme GSM, qui a atteint le rang de norme mondiale, de nombreux
acteurs ont souhaité que la troisième génération de communications cellulaires soit fondée sur
une norme mondiale unique.
L'UMTS est standardisée par le 3GPP (3rd Generation Partnership Project). Celui-ci inclus
l'ETSI (Institut Européen de Normalisation des Télécommunications) en Europe, le T1P1 en
Amérique, l'ARIB (Association of Radio Industries and Buisnesses), le CWTS et le TTA en Asie
Pacifique ainsi que le forum international TTC.
Le Japon a choisi de coopérer avec ETSI au développement du concept UMTS. Aux Etats-Unis
Qualcomm, promoteur de la technologie CDMA, s'est longtemps opposé à un accord mondial.
Cet accord a été obtenu en 1999 mais, plutôt que sur une norme unique, il porte sur une famille
de normes. Au niveau mondial la coordination a lieu au sein de l'Union Internationale des
Télécommunications (UIT) qui, pour cette famille de normes, a proposé le concept IMT 2000
(International Mobile Telecommunication System 2000).
6.1.3. Attribution des licences
L'article 3 de la Décision n°128 du Parlement européen et du Conseil en date du 14 décembre
1998 sur l'introduction coordonnée de l'UMTS impose aux Etats membres de l'Union
Européenne deux dates précises:
- fixer les conditions de délivrance des autorisations d'exploitation au plus tard le 1er
janvier 2000 ;
- prendre toutes mesures pour que les services UMTS puissent être ouverts au plus tard le
1er janvier 2002.
Les experts s'accordent toutefois pour reconnaître que cette dernière date n'est pas réaliste. C'est
seulement au Japon où l'introduction de la 3ème génération est considérée comme extrêmement
urgente qu'elle pourrait être respectée.
Certains pays, comme le Royaume-Uni, l'Allemagne et les Pays-Bas, se sont prononcés en faveur
du système des enchères. D'autres, comme la France, le Portugal, la Finlande, l'Espagne et le
Danemark, ont choisi le système de soumission comparative (beauty contest) avec droit d'entrée
pour la France.
En France l'Autorité de Régulation des Télécommunications (ART) a réuni un groupe de travail
sur l'UMTS dans le cadre de la Commission Consultative des Radiocommunications (CCR) en
1998. En 1999 elle a procédé à une consultation publique. Elle soumettra prochainement au
Ministère chargé des télécommunications ses propositions concernant le schéma d'autorisation.
- 33 -
DEA 2IL
On prévoit que quatre opérateurs seront initialement désignés. Les trois opérateurs GSM étant
autorisés à concourir, on pourrait en fait n'avoir qu'un seul nouvel opérateur. Le procédé de
sélection sera soit une soumission comparative, comme cela a été le cas pour la sélection des
second et troisième opérateurs GSM, soit une enchère sur les fréquences.
6.1.4. Acteurs des réseaux UMTS
Paiement
Fournisseur de
services à valeur
ajoutée
Usage
Facturation
Paiement
Facturation
Abonnement
Abonné
Profil de services de l'abonné
délégation de
l'utilisation des
services
Profil de services de
l'utilisateur
Utilisateur
Fournisseur de
services
Comptabilité
Paiement
délégation de la
fourniture de
services
Opérateur de
réseaux
Usage
Paiement
Les lignes en pointillés indiquent les relations non normalisées
Figure 22 : Différents acteurs intervenant dans l'UMTS
La fourniture et l’utilisation des services de télécommunications UMTS impliquent différents
acteurs (personnes, entités légales ou machines) et certaines relations entre eux qui n’existaient
pas avec les réseaux précédents. Un rôle correspond à la description des actions et responsabilités
d’un acteur vis-à-vis d’un autre acteur dans une relation données.
L’abonné est une personne physique ou morale qui détient une relation contractuelle avec un
fournisseur de services.
L’utilisateur est une personne ou une entité autorisée par l’abonné à utiliser les services auxquels il
a souscrit.
Le fournisseur de services doit fournir les services aux utilisateurs associés à un abonnement du
fait d’un accord commercial établi avec l’abonné. C’est également au fournisseur de services de
gérer le profil des utilisateurs.
L’opérateur de réseaux combine ses capacités de services (en général les infrastructures de
réseaux nécessaires pour fournir les services) avec celles du fournisseurs de services.
Le fournisseur de services à valeur ajoutée fournit des services plus évolués que les services de
télécommunication habituels.
6.1.5. Terminaux UMTS
L'intégration de systèmes d'exploitation et d'applications au sein du terminal UMTS devrait
marquer d'une manière encore plus prononcée le rapprochement des technologies de
l'informatique et des télécommunications.
- 34 -
DEA 2IL
Les limites liées à la diversité des systèmes pourront être partiellement contournées pour offrir un
service de communication personnel, soit en réalisant des terminaux multimodes (GSM-DECT,
GSM-satellites, etc.), soit en proposant des cartes d'abonnés (cartes SIM) utilisables sur plusieurs
terminaux et infrastructures.
Un terminal devra être capable de fonctionner dans quatre types d'environnement : avec un
satellite, dans une zone rurale, dans un espace urbain ou dans un bâtiment.
Des services UMTS évolués ne pourront apparaître que si les terminaux ont les caractéristiques
suivantes :
- écran couleurs de grande taille ;
- le support de la vidéo, et du multimédia (vidéoconférences, jeux, etc…) ;
- faible consommation d’énergie pour pouvoir supporter tous les services ;
- capacités de calculs proches des ordinateurs.
La partie satellitaire des réseaux UMTS n’a pas encore été très étudiée, les efforts étant concentrés
sur la partie terrestre.
6.1.6. Qualité de services et services attendus
Quatre grandes classes de qualité de services ont été définies pour l’UMTS :
- Transport de la voix et la vidéo-téléphonie ;
- Streaming pour la vidéo à la demande ;
- Interactivité, caractérisée par des services basés sur la localisation et des jeux sur Internet ;
- Gamme de services comme les mails ou les messages courts (SMS).
Une application ou un service doit répondre à une qualité de service, définie comme « préférée »
par l’utilisateur, qui se décline au niveau du réseau en termes de bande passante, de taux d’erreurs
maximal et de retard.
L’UMTS intègre les mécanismes de transmission de données à commutation de circuit et à
commutation de paquet.
La commutation de paquet offre certains avantages :
- une connexion virtuelle permanente au réseau
- des méthodes de taxation adaptables (au bit transmis, somme fixe par mois, …)
- une bande passante asymétrique (entre le trafic montant et le trafic descendant)
La possibilité de transmettre de gros volumes de données sur un réseau de téléphonie mobile aura
pour conséquence l’arrivée d’une gamme de services très large, payables à l’utilisation ou suite à
un abonnement.
Comme exemples de services on peut citer l’accès à Internet, aux intranets, la vidéoconférence, la
transmission de photos et de séquences vidéos, la radiolocalisation (GPS), le travail collaboratif, la
réalité virtuelle (grâce également à l’évolution des terminaux).
Du point de vue utilisateur on peut présumer que l’évolution du GPRS vers les réseaux de
troisième génération est plus révolutionnaire que l’évolution de la deuxième génération vers le
GPRS.
6.2. Architecture des réseaux UMTS
6.2.1. Concept de mobilité
Aujourd'hui, les normes de deuxième génération permettent une couverture presque globale des
territoires. Pour ce faire, trois types de cellules sont utilisées : des macro-cellules de 30 km de
- 35 -
DEA 2IL
rayon environ, des micro-cellules de 500 m de rayon et des pico-cellules de 100 m.
L'UMTS, parce qu'il opère à une fréquence plus élevée et avec des débits à la fois variables et
importants, nécessite des cellules de taille nettement plus petite que les macro-cellules actuelles,
qui pourraient être de quelques centaines de mètres. Cela conduira à un réseau au coût plus élevé,
onéreux en infrastructures.
6.2.2. Différentes phases des réseaux UMTS
La première phase des réseaux UMTS est prévue pour 2002 – 2005 alors que la deuxième phase
est prévue pour 2005 – 2010. La phase 1 utilisera les concepts actuels et s’appuiera donc sur les
réseaux existants. Deux approches sont possibles :
- s’appuyer sur une évolution des réseaux fixes ;
- s’appuyer sur une évolution des réseaux de mobiles ;
Comme le GSM développe déjà le concept de mobilité il a semblé plus facile de partir de celui-ci
pour définir cette première phase appelée Release 99 (ou R99) en référence à l’année à la fin de
laquelle elle devait être spécifiée. Cette phase est parfois rebaptisée R3 en concordance avec les
suivantes (notées R4 et R5). Une nouvelle interface radio a été définie : le W-CDMA.
La seconde phase (R4) correspond à une évolution de la partie radio et une évolution de la partie
réseau (intégration d’IP). Elle doit être perçue comme une transition vers un réseau « tout IP ».
Ce réseau, la troisième phase (R5), est le « réel réseau UMTS ».
6.2.3. Interfaces radio des réseaux UMTS
A la différence du GPRS qui s’appui sur le réseau GSM déjà existant, dans le futur réseau UMTS
l'interface radio terrestre reposera sur une nouvelle interface radio - UTRA (UMTS Terrestrial
Radio Access)- distincte de celle du système GSM. Une décision de compromis a été prise par
l'ETSI (Institut Européen de Normalisation des Télécommunications) :
- Le protocole W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) a été choisi pour les
bandes de fréquences appairées ;
- Le protocole TD/CDMA (Time Division/Code Division Multiple Access) a été retenu
pour les bandes de fréquences non appairées (applications à faible portée, téléphone sans
cordon, débits fortement asymétriques).
L'interface UTRA doit offrir une négociation des attributs de services (type de support, débit,
taux d'erreur, délai de transmission de bout en bout, etc.), des supports de services orientés
circuits et paquets, la gestion de priorité sur l'interface radio, l'adaptation de la liaison à la qualité
et à la charge du réseau.
L'interface UTRA doit offrir un handover sans coupure du réseau d'un opérateur UMTS vers
celui d'un autre opérateur UMTS, mais aussi vers un réseau GSM de la seconde génération.
Le système UMTS est divisé en deux parties :
- L’UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), caractérisé par la technologie
UTRA qui réalise les fonctions liées à l’accès radio ;
-
Le Core Network qui réalise toutes les fonctions de routage et commutation des appels
autour du réseau de transmission paquet et circuit.
- 36 -
DEA 2IL
HLR 3G
Réseau Téléphonique
Commuté
MSC/VLR 3G
GMSC/VLR 3G
SGSN 3G
GGSN 3G
UTRAN
Internet, réseaux
IP, X.25
Core Network UMTS phase 1
Figure 23 : Architecture de la phase 1 de l'UMTS
6.2.4. Architecture réseau des réseaux UMTS
Le Core Network présente les fonctionnalités suivantes :
- gestion de l’information de localisation de l’utilisateur ;
- contrôle des caractéristiques du réseau et des services ;
- mécanismes de commutation et de transmission pour les informations de signalisation et
les informations utilisateur ;
- communication avec le réseau d’accès (UTRAN) et avec les autres Core Networks.
Selon la phase de l’UMTS considérée, le Core Network est complètement différent. En effet, la
première phase des réseaux UMTS au niveau infrastructure réseau correspond à une révolution
au niveau de l’interface radio (introduction du W-CDMA avec ses deux modes TDD (Time
Division Duplex) et FDD (Frequency Division Duplex)) alors que la partie réseau correspond à
des évolutions des parties réseaux du GSM et du GPRS. Le domaine circuit est donc composé
d’une évolution de MSC/VLR et GMSC/VLR (Le GMSC est une passerelle réalisant l’interface
entre le réseau GSM et le réseau téléphonique commuté). Le domaine paquet est composé d’une
évolution des éléments SGSN et GGSN.
Le HLR 3G est défini sur la base du HLR 2G avec des particularités liées aux spécificités des
réseaux UMTS (nouveaux profils abonnées, …).
On voit que le principe de l’infrastructure du GPRS est réutilisée pour les réseaux UMTS, il n’y a
que l’interface radio qui change fondamentalement.
La deuxième phase des réseaux UMTS correspond à une évolution de la partie radio (adaptation
aux caractéristiques d’IP) et à une révolution de la partie réseau (migration vers IP).
Le core network est un réseau « tout IP » avec un seul domaine, le domaine paquet. La partie
réseau est constituée de l’UTRAN et de l'ERAN (Edge Radio Access Network) pour les
opérateurs qui veulent intégrer la technologie EDGE. La partie réseau est toujours une évolution
de l’architecture GPRS sachant que les SGSN et les GGSN s’appuient sur un réseau IP.
- 37 -
DEA 2IL
7. Wifi
7.1. Introduction
C’est en 1997 que le standard IEEE 802.11 a été élaborée. Cette technique met en place un
système de communication sans fil pour des réseaux informatiques hertziens.
Ce standard définit un choix de différentes couches physiques, celles-ci sont DSSS (Direct
Sequence Spread Spectrum) ou FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum). Dans un premier
temps la norme spécifiait un taux de transfert de 2Mbps pour le DSSS, alors que le taux était de
1Mbps pour le FHSS.
Une nouvelle version du standard (la 802.11b High Rate) permet d’obtenir des taux de 5,5Mbps
et 11Mbps. Ces normes travaillent sur la bande ISM 2.4GHz qui est généralement allouée a
travers le monde pour des opérations sans licences.
Le protocole 802.11 peut travailler de manière transparente avec l’Ethernet à travers un pont, ou
un point d’accès.
La norme 802.11 permet le roaming entre plusieurs point d’accès étant sur le même sur des
différents canaux.
7.2. Mode opératoire
Le standard 802.11 concerne deux types d’équipements, une station sans fil, en général un PC ou
un appareil mobile équipé d’une carte réseau sans fil, et un point d’accès (AP), qui joue le rôle de
pont entre le réseau filaire et le réseau sans fil. Ce point d’accès se compose d’un
émetteur/récepteur radio, d’une carte réseau filaire (par exemple 802.3) et d’un logiciel de
pontage conforme au standard 802.1d. Le point d’accès se comporte comme la station de base du
réseau sans fil, agrégeant l’accès de multiples stations sans fil sur le réseau filaire.
Le standard 802.11 définit deux modes : un mode infrastructure et un mode point a point (ad
hoc).
En mode infrastructure, le réseau sans fil consiste au minimum en un point d’accès connecté à
l’infrastructure du réseau filaire et un ensemble de postes réseaux sans fil. Cette configuration est
baptisée Basic Service Set (BSS, ou ensemble de services de base). Un Extended Service Set (ESS,
ou ensemble de services étendu) est un ensemble d’au moins deux BSS formant un seul sousréseau. En entreprise, la plupart des WLAN devront pouvoir accéder aux services pris en charge
par le LAN filaire (serveurs de fichiers, imprimantes, accès Internet). Aussi fonctionneront-ils en
mode infrastructure.
Le mode point à point (ou ensemble de services de base indépendants - soit IBSS, Independent
Basic Service Set) représente simplement un ensemble de stations sans fil 802.11 qui
communiquent directement entre elles sans point d’accès ni connexion à un réseau filaire. Ce
mode permet de créer rapidement et simplement un réseau sans fil là où il n’existe pas
d’infrastructure filaire ou encore là où une telle infrastructure n’est pas nécessaire pour les
services attendus, chambre d’hôtel, centre de conférence ou aéroport par exemple, ou enfin
lorsque l’accès au réseau filaire est interdit (cas du consultant sur le site du client).
7.3. Couche Physique
Les trois couches physiques définies à l’origine par 802.11 incluaient deux techniques radio à
étalement de spectre et une spécification d’infrarouge diffus. Les standards radio fonctionnent sur
la bande ISM des 2,4 GHz. Ces fréquences sont reconnues par les organismes réglementaires
- 38 -
DEA 2IL
internationaux tels que la FCC (Etats-Unis), l’ETSI (Europe) et le MKK (Japon) pour utilisation
sans licence.
Dans cette optique, les produits basés sur 802.11 ne nécessitent ni l’obtention d’une licence
utilisateur ni une formation spécifique. Les techniques d’étalement de spectre, en plus de
satisfaire aux conditions réglementaires, améliorent la fiabilité, accélèrent le débit et permettent à
de nombreux produits non concernés de se partager le spectre sans coopération explicite et avec
un minimum d’interférences.
Par la technique des sauts de fréquence (FHSS), la bande des 2,4 GHz est divisée en 75 souscanaux de 1 MHz. L’émetteur et le récepteur s’accordent sur un schéma de saut, et les données
sont envoyées sur une séquence de sous-canaux. Chaque conversation sur le réseau 802.11
s’effectue suivant un schéma de saut différent, et ces schémas sont définis de manière à minimiser
le risque que deux expéditeurs utilisent simultanément le même sous-canal.
Les techniques FHSS simplifient -- relativement -- la conception des liaisons radio, mais elles sont
limitées à un débit de 2 Mbps, cette limitation résultant essentiellement des réglementations de la
FCC qui restreignent la bande passante des sous-canaux à 1 MHz. Ces contraintes forcent les
systèmes FHSS à s’étaler sur l’ensemble de la bande des 2,4 GHz, ce qui signifie que les sauts
doivent être fréquents et représentent en fin de compte une charge importante.
En revanche, la technique de signalisation en séquence directe divise la bande des 2,4 GHz en 14
canaux de 22 MHz. Les canaux adjacents se recouvrent partiellement, seuls trois canaux sur les 14
étant entièrement isolés. Les données sont transmises intégralement sur l’un de ces canaux de 22
MHz, sans saut. Pour compenser le bruit généré par un canal donné, on a recours à la technique
du “chipping”. Chaque bit de donnée de l’utilisateur est converti en une série de motifs de bits
redondants baptisés “chips.” La redondance inhérente à chaque chip associée à l’étalement du
signal sur le canal de 22 MHz assure le contrôle et la correction d’erreur : même si une partie du
signal est endommagée, il peut dans la plupart des cas être récupéré, ce qui minimise les
demandes de retransmission.
7.4. La couche Liaison de données
Le standard 802.11 utilise la LLC 802.2 et l’adressage sur 48 bits, tout comme les autres LAN
802, simplifiant ainsi le pontage entre les réseaux sans fil et filaires. Le contrôle d’accès au support
est en revanche propre aux WLAN.
Le 802.11 MAC est très proche du protocole CSMA/CD dans sa conception : il est conçu pour
supporter de multiples utilisateurs sur un support partagé en faisant détecter le support par
l’expéditeur avant d’y accéder. La différence réside dans la gestion des collisions. En effet dans les
systèmes radio, il ne peut pas y avoir transmission et écoute simultanées, ce qui empêche la
détection des collisions.
Pour prendre en compte cette différence, le standard 802.11 fait appel au protocole CSMA/CA
(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Celui-ci tente d’éviter les collisions en
imposant un accusé de réception systématique des paquets (ACK).
Le protocole CSMA/CA fonctionne de la manière suivante : une station qui souhaite émettre
explore les ondes et, si aucune activité n’est détectée, attend un temps aléatoire avant de
transmettre si le support est toujours libre. Si le paquet est intact à la réception, la station
réceptrice émet une trame ACK qui, une fois reçue par l’émetteur, met un terme au processus. Si
la trame ACK n’est pas détectée par la station émettrice (parce que le paquet original ou le paquet
ACK n’a pas été reçu intact), une collision est supposée et le paquet de données est retransmis
après attente d’un autre temps aléatoire.
- 39 -
DEA 2IL
L’utilisation de ce protocole, si elle permet de partager l’accès aux ondes, impose la contrainte
suivante :un réseau local 802.11 aura-t-il toujours des performances inférieures à un LAN
Ethernet équivalent.
Autre problème de la couche MAC, spécifique au sans fil, celui du “nœud caché”, où deux
stations situées de chaque côté d’un point d’accès peuvent entendre toutes les deux une activité
du point d’accès, mais pas de l’autre station, ceci «étant lié aux distances ou à la présence d’un
obstacle. Pour résoudre ce problème, le standard 802.11 définit sur la couche MAC un protocole
optionnel de type RTS/CTS (Request to Send/Clear to Send). Lorsque cette fonction est utilisée,
une station émettrice transmet un RTS et attend que le point d’accès réponde par un CTS. Toutes
les stations du réseau peuvent entendre le point d’accès, aussi le CTS leur permet-il de retarder
toute transmission prévue, la station émettrice pouvant alors transmettre et recevoir son accusé
de réception sans aucun risque de collision. Du fait que le protocole RTS/CTS ajoute à la charge
du réseau en réservant temporairement le support, il est généralement réservé aux plus gros
paquets, dont la retransmission s’avérerait lourde du point de vue de la bande passante.
Enfin, la couche MAC 802.11 offre deux autres caractéristiques de robustesse : les sommes de
contrôle CRC et la fragmentation des paquets.
- 40 -
DEA 2IL
III.
LA 3D SUR LES APPAREILS MOBILES
8. Présentation
L'imagerie tridimensionnelle sur PDA, tablette PC et autres appareils communicants sans fil, est
en plein essor et l’on voit apparaître de nouveaux types d'applications, publiques ou
professionnelles. L'imagerie 3D devrait permettre une grande interactivité avec les données
contenues dans le PDA et via une connexion Internet, dans des PC ou des serveurs distants.
Jusqu'alors, de nombreux plugins ont utilisé les capacités de calculs des cartes graphiques 3D des
PC. Pour les PDA, la situation se complique du fait de l’absence de carte graphique, et également
à cause de l'alimentation et du refroidissement des circuits graphiques, gourmands en
consommation électrique. De plus, les processeurs et circuits de calcul embarqués dans les PDA
ne permettent pas, actuellement, le calcul en virgule flottante, ce qui paraît relativement
handicapant pour gérer des images et générer des animations. Cependant la fréquence d'horloge
des PDA actuels qui varie de 33 à 200 Mhz pourrait rapidement être portée à 600 Mhz, la
rapprochant des PC et compensant ce défaut.
8.1. Outils et formats de données
Pour ce qui est du développement d’applications, il existe plusieurs outils. Le plus exploité est
probablement l’environnement de programmation C/C++ de Microsoft, nommé Microsoft
Embedded C++ (disponible également pour du Visual Basic). Cet outil intègre notamment un
émulateur de Pocket PC et de HPC. Citons également la présence d’une machine java allégée
(J2ME : Java 2 Micro Edition), qui intègre les principales caractéristiques d’une machine Java,
c’est-à-dire la portabilité du code sur tout appareil mobile possédant la machine virtuelle. Une
alternative est le langage waba, langage dérivé de java, qui possède également sa propre machine
virtuelle.
Par contre, les formats de données 3D actuellement supportés sur PDA sont peu nombreux.
Parmi ceux-ci, citons le VRML supporté par Pocket Cortona de la société Parallelgraphics,
première société à avoir sorti un lecteur de VRML pour PDA. Un dérivé de l’openGL est
également disponible : PocketGL. Cependant les modeleurs 3D préfèrent garder leur format
favori, et actuellement les graphistes peuvent difficilement lire leurs modèles 3D sur les terminaux
mobiles. Notons que la société Ekkla Research doit prochainement sortir un lecteur de formats
3D pour PDA. Cette société a également développé une librairie permettant d’utiliser les
nombres flottants de manière efficace.
8.2. Constructeurs de PDA et puces 3D
Les constructeurs de chipsets 3D vont sortir des circuits spécialisés ou des DSP (Digital Signal
Processing) qui permettent d'augmenter les performances graphiques des PDA en 2002.
L'alliance récente de Palm avec Texas Instruments pour intégrer le circuit OMAP [24] dans la
prochaine génération de Palm est représentative de cette volonté d'augmenter les capacités
graphiques et multimédia des PDA. Motorola propose son chipset MX1 tandis qu'Intel n'a pas
encore révélé ses plans pour cette nouvelle génération de processeurs PDA. D'autres sociétés
comme Neomagic avec son NMS7041 ou Imagination Technology associée avec ARM Holdings
- 41 -
DEA 2IL
pour délivrer le PowerVR sur les processeurs ARM entendent bien s’attribuer une place dans
cette course pour l'imagerie 3D embarquée.
8.3. 3D et Télécoms
Les données en 3 dimensions (volumes d'images médicales, plans de CAO, données
géographiques …) et les données nécessaires à la Réalité virtuelle n'ont pas encore fait l'objet de
techniques abouties pour leur transmission vers du matériel portable via les réseaux GPRS ou
UMTS. L’expansion de ce domaine est pour l’instant tributaire de la capacité de calcul des
terminaux mobiles. En effet il est actuellement inconcevable, avec une connexion GSM ou même
GPRS, d’imaginer que les calculs 3D puissent être centralisés sur un ou plusieurs serveurs, les
PDA ne se chargeant que de l’affichage. En effet le problème lié à ce type de données réside dans
leur volume (qui se compte souvent en mégaoctets) et les nombreux calculs inhérents à leur
manipulation. Cependant l’évolution rapide des matériels et l’apparition prochaine des réseaux
mobiles de troisième génération (3G), ainsi que l’émergence de la technologie wifi (802.11)
permet d’envisager de réelles possibilités dans un avenir proche.
Il apparaît que le prochain défi des télécoms soit de rendre possible l’utilisation des données 3D
sur un appareil mobile et le transport de la vidéo.
Dans de nombreux domaines (jeux, Cao collaborative, revue de projets…) il n'y aura pas de réelle
interactivité sur les appareils communicants sans une utilisation accrue de l'imagerie 3D. De plus,
il faudra diminuer le temps de réaction pour l'utilisateur.
8.4. Applications
La plupart des applications disponibles sur un terminal mobile sont actuellement bureautiques
(traitement de textes, gestion de rendez-vous,…). Quelques unes exploitent les possibilités
réseaux des terminaux (chat, navigation Internet…).
Les écrans des PDA étant maintenant majoritairement couleurs, plusieurs sociétés ou particuliers
se penchent sur l’utilisation de cette possibilité. On a vu au cours de ces derniers mois apparaître
de nombreux jeux ou interfaces 2D.
Depuis plusieurs années, un engouement certain pour l’affichage 3D est apparu. Les affichages
3D et la réalité virtuelle permettent de changer les interfaces homme-machine, et de les améliorer.
De plus, avec l’arrivée prochaine de débits acceptables (supérieurs à 100kbits/s), des applications
de 3D communicantes publiques, privées ou personnelles commencent à voir le jour sur les
terminaux mobiles.
8.4.1. Applications Professionnelles
Les applications professionnelles 3D développées sur PDA concernent principalement la CAO
(Conception Assistée par Ordinateur).
On peut imaginer de nombreuses autres applications professionnelles touchant à :
- la géonavigation ;
- atlas du corps humain interactif pour étudiants en médecine ;
- télédiagnostic, téléradiologie 3D ;
- appareil de surveillance à distance ;
- cartographie interactive pour skieurs, randonneurs, équipes de secours.
On retrouve quelques logiciels de CAO, PocketCad [20], FelixCad [11], CeCad. Ces logiciels
fonctionnent comme ceux présents sur des stations de travail, ce qui signifie que tous les
traitements nécessaires à la création, la modification, et l’affichage des images sont effectués sur le
- 42 -
DEA 2IL
PDA. Cette technique est pour l’instant peu efficace, car elle prend beaucoup de temps
processeur et de quantité mémoire, ce qui est encore hors de portée des PDA. Cependant on
peut estimer que, d’ici peu, les capacités de calcul de ces appareils se rapprocheront de celles des
PC traditionnels. D’ailleurs, le logiciel FelixCad a remporté la médaille d’or au concours de
l’innovation BATIMAT 2001.
Une autre méthode de CAO/DAO a récemment été envisagée, elle utilise les fonctionnalités
réseau pour soulager les appareils des calculs inhérents à la 3D.
8.4.1.1. Visualisation à distance sur un PDA.
8.4.1.1.1. Présentation
Le Technical Research Centre of Finland, VTT, et DeskArtes ([27]) ont mis au point une
méthode de quantification de vecteur de mouvement (MVQ : Motion Vector Quantization)
[Woo1 ,2002], permettant d’interagir sur un terminal mobile (PDA) à distance avec des fichiers
présents sur un PC distant. Cette méthode a notamment comme première application de
visionner et modifier des fichiers de CAO/DAO 3D via une connexion téléphonique.
La méthode MVQ est très légère et rapide, elle est bien adaptée pour une implémentation sur des
terminaux mobiles à faibles performances et possédant une connexion réseau à faible débit.
Elle est basée sur le codage de vidéo compressée et transférée en streaming, mais elle a été
étendue, notamment pour permettre le transfert des données nécessaires à l’imagerie. La méthode
de compression est décrite par Charles Woodward ([Woo1,2002]).
Ce nouveau modèle [Woo2,2002]., nommé XVQ (X Windows VQ) permet à des utilisateurs
mobiles d’utiliser pratiquement n'importe quelle application fonctionnant sur un poste de travail
distant en utilisant une simple connexion GSM.
Le logiciel de CAD mobile consiste en 3 modules distincts :
- la partie client sur le PDA : XVQClient ;
- La partie serveur : XVQServeur ;
- Le logiciel de CAO DeskArtes View Expert.
Le client et le serveur communiquent par commandes permettant ainsi à l’utilisateur d’effectuer
des rotations, de zooms, et autres pour modifier ou créer le modèle.
Voici le processus à suivre pour utiliser les logiciels de CAO.
- L’utilisateur établit d’abord une connexion GSM depuis son PDA vers un serveur dédié ;
- Puis il lance XVQClient, celui-ci se connectant au XVQServer en lui indiquant les
dimensions de l’écran du PDA ;
- XVQServer lance le logiciel de CAO sur la station de travail ;
- L’utilisateur interagit avec l’objet en utilisant des boutons de commande présents dans
l’interface ou en cliquant directement sur l’image ;
- XVQClient envoie les commandes correspondantes à XVQServer qui les transmet à son
tour au logiciel de CAO ;
- XVQServeur récupère continuellement l’image, l’encode et l’envoie compressée au client.
Il peut également envoyer des informations supplémentaires au format ASCII, par
exemple des informations de distance ;
- Les étapes 4 à 6 sont répétées jusqu’à fermeture du XVQClient par l’utilisateur.
- 43 -
DEA 2IL
Le but de XVQ est de rendre transparente la distance, c’est-à-dire que l’utilisateur ait l’impression
de travailler directement sur son terminal mobile. Cette méthode qui utilise un ensemble exhaustif
de commandes est plus efficace qu’une méthode qui fonctionne en téléchargeant le modèle entier
sur le PDA pour travailler directement sur celui-ci. De plus le fait que le modèle 3D soit présent
sur une station de travail impose peu de contraintes, notamment sur la taille de l’objet.
Actuellement VTT a augmenté le nombre d’application utilisant cette méthode, citons la
visualisation du bureau d’une station de travail, ou le contrôle d’une caméra et la capture d’image.
8.4.1.1.2. Architecture du système
XVQ est écrit en C/C++, la partie serveur fonctionne sous Windows, et la partie cliente
fonctionne dans l’environnement WindowsCE. Il est notamment compilé pour le Compaq
IPAQ.
Figure 24 : Architecture XVQ
Comme le montre la figure, la communication entre XVQServer et XVQClient fonctionne avec
le protocole TCP/IP. Deux sockets sont utilisées, une pour transférer la vidéo compressée depuis
le Serveur vers le Client et l’autre pour le transport des commandes de contrôle et des messages
d’informations (fichiers ASCII). Le fait de séparer ainsi les parties spécifiques de l’application
permet d’obtenir une plus grande flexibilité quant au transfert de données.
L’utilisation de plusieurs gestionnaires de périphériques et la séparation de l’application en trois
modules rendent le développement d’applications plus facile et l’exemple de la CAO peut être
étendu à tous les logiciels autorisant des commandes de contrôle externes. De plus l’utilisation du
modeleur à distance n’est pas affectée par un changement de l’interface sur le terminal mobile,
permettant ainsi à celui-ci d’utiliser une interface différente suivant les caractéristiques techniques
et les possibilités d’affichage de l’appareil.
8.4.1.2. GPS sur PDA
La technologie GPS (Global Positioning System) est éprouvée et fonctionne maintenant
parfaitement dans des voitures équipées du matériel nécessaire. Mais cette technologie commence
aussi à fonctionner sur les terminaux mobiles ([Man, 2002]), permettant ainsi à une personne
n’ayant pas de voiture équipée du système GPS de profiter tout de même de cette aide à la
- 44 -
DEA 2IL
navigation. Il ne s’agit pas de télécharger un itinéraire pré-calculé ou de montrer une position sur
une carte mais bien de calculer en temps réel la position du terminal.
De plus, dans les réseaux mobiles de troisième génération, la norme FCC E 911 (Federal
Communications Commission Enhanced 911) [10] impose que la localisation d’un utilisateur soit
connue à tout instant pour leur venir en aide très rapidement. Cette fonctionnalité qui sera donc
implémentée lors de la mise en œuvre de l’UMTS devrait faciliter les applications de ce genre.
En général l’affichage d’un logiciel GPS se fait en 2D, souvent même une interface sonore est
mise en place car cela évite que le conducteur quitte la route des yeux. Les données nécessaires au
satellite et les données qu’il envoie par la suite nécessitent une bande passante relativement
importante.
Des interfaces 3D de systèmes GPS sont à l’étude pour les terminaux mobiles.
Dans cette optique, E-City prépare une version « sans fil » de son logiciel 3D CityMap. Celui-ci
permet d’afficher des cartes de villes en 3D, en s’appuyant sur des technologies permettant de
connaître la localisation, comme le GPS. E-City annonce que le moteur de 3DCityMap donnera
un rendu « artistique » des rues, de certains bâtiments spécifiques et d’endroits intéressants
(stades, aéroports, bouches de métro,…) des villes qu’il desservira. Ces cartes sont déjà
employées par des personnes principalement pour les orienter lors de voyages d’affaires ou
touristiques. Ils repèrent ainsi les restaurants, hôtels, … dans lesquels ils doivent se rendre. Ce
système pourra prendre tout son intérêt lorsqu’il sera effectif sur les terminaux mobiles puisqu’il
permettra aux utilisateurs une réelle interactivité et une réelle réponse à leurs besoins, en effet
pour l’instant ils ne peuvent utiliser qu’une version imprimée des informations dont ils ont
besoin.
Ce système, s’il s’avère efficace, risque d’être étendu à d’autres domaines, comme la visite
interactive de bâtiments, la navigation aérienne, le tourisme, la défense, la navigation de véhicules.
8.4.2. Les applications publiques ou personnelles
Les applications personnelles commencent à utiliser les possibilités graphiques des terminaux
mobiles. Les jeux disponibles sur PDA utilisent depuis quelques temps les possibilités couleurs
des écrans de PDA, mais en générant des images 2D. Peu utilisent également les possibilités
réseaux (infra-rouge ou Internet) des terminaux, citons le jeu Lime développé en waba, qui est un
des pionniers du jeu en réseau.
Actuellement l’industrie du jeu s’intéresse aux nouvelles possibilités 3D, quelques jeux
commencent à être disponibles.
8.4.2.1. Cooltown : visite d’un musée
Une des premières applications 3D que le grand public pourrait découvrir devrait être le projet
Cooltown à l’initiative de HP [8]. Celui-ci espère mettre en place un système d’information pour
une personne avec son PDA présente dans un musée équipé de balises émettrices. Le touriste,
qui se trouve devant une œuvre d’art, pourra ainsi recevoir toute forme d'information concernant
l’objet visualisé.
Cooltown est basé sur la notion de « Web Présence » ([Kin,2002]) : un visiteur est localisé dans
l’espace afin de lui fournir un certain nombre de services. On peut le détecter soit de manière
directe ou indirecte.
Pour le détecter directement, on place dans chaque pièce du musée des émetteurs/récepteurs
sans fil qui captent la présence d’un PDA dans la salle. Ainsi en fonction de la pièce dans laquelle
- 45 -
DEA 2IL
il est situé, et même de l’endroit précis dans cette pièce, le PDA peut émettre une url donnée.
Cette url est transmise à un serveur qui offre ensuite un ou plusieurs services à l’utilisateur du
PDA.
Pour le détecter indirectement, on place dans la pièce (près des tableaux par exemple) des
émetteurs et le PDA reçoit des signaux envoyés par ceux-ci, ces codes correspondent par
exemple à des adresses Internet que le PDA va consulter.
Les services visés par ce genre d’applications ne sont pas nécessairement 3D, il peut y avoir des
commentaires sur la vie du peintre, des offres commerciales en rapport avec ce que voit le
visiteur…
8.4.2.2. Les jeux
Les jeux 3D foisonnent depuis quelques années sur les ordinateurs personnels et, depuis la
démocratisation des terminaux mobiles, dont les prix deviennent accessibles au public, plusieurs
développeurs (entreprises ou développeurs passionnés) se sont lancés dans la création de jeux
pour ces appareils. Tout le monde connaît, par exemple, le succès obtenu par Nokia avec ses jeux
disponibles sur téléphones mobiles.
Aujourd’hui les jeux font leur apparition sur le marché des PDA. Cette plate-forme paraît bien
adaptée car elle possède des qualités graphiques grandissantes, et sont disponibles n’importe où,
n’importe quand.
Si l’on ajoute la possibilité, désormais, de développer des applications dans des langages de hautniveau (Java, C, C++, Visual Basic, Waba, VRML) répandus dans le monde entier et utilisés
abondamment pour les stations de travail, alors on peut supposer que les applications de tous
genres vont apparaître, et beaucoup de sociétés (Infogramme, UbiSoft, …) qui développent
généralement des jeux pour PCs traditionnels sont en train de porter leurs jeux les plus connus
sur les terminaux mobiles
Il convient de les distinguer en trois sous-catégories :
-
Les jeux utilisant des fonctions réseaux :
A cause du faible débit des connexions GSM (9.6 kbit/s), peu de jeux multi-joueurs
ont été développés.
Parmi ceux-ci notons le jeu « SeaBattleCE » ([Gil, 2001], [4]) qui permet de jouer à
une bataille navale avec un ordinateur (ou un PDA) distant.
Ce jeu est géré par un serveur, un joueur qui désire en affronter un autre se
connecte à ce serveur. Il utilise des connexions TCP/IP par des sockets et peut
donc être accessible sur Internet.
SeaBattle n’est pas un jeu en 3 Dimensions, il est développé en C/C++, qui semble
être le langage de prédilection pour les jeux. Cependant on trouve d’autres langages,
et le jeu « Link » [9] est un jeu multi-joueurs disponible pour plusieurs terminaux
mobiles différents et, est développé en waba.
Peu, donc, permettent de jouer à 2 via Internet, et à notre connaissance, aucun jeu
ou monde 3D massivement multi-utilisateurs n’est accessible sur la toile ;
-
Les jeux 2D simulant de la 3D :
L’un des premiers jeux couleur 2D est une adaptation du célèbre lemmings. Depuis
des simulations de courses automobiles utilisent de la 2D pour donner une
impression de 3D (par exemple la version Pocket PC du jeu V-Rally), des
simulations sportives sont également disponibles (du Golf avec Zio_Golf ou
« Tiger_Woods_PGA_Tour_Golf ») ;
- 46 -
DEA 2IL
-
Les jeux en 3D :
Les jeux 3D sont principalement des simulations (sportives, aériennes, automobiles
…). La même tendance se retrouve sur PDA. Des simulations sportives en 3D
véritable existent (Billard avec PocketSnooker3D, Courses automobiles avec india_cir
et racingday), des simulations aériennes (Avions (Leo's Flight Simulator), Hélicoptères
(ChopperAlley15g)), des doom-Like : (Wolfeinstein3D, PocketQuake).
Enfin, signalons Christmas Rush, un jeu qui permet un déplacement libre dans un
monde 3D, ce jeu est d’une extrême fluidité et démontre que les Pocket PC ont de
réelles capacités de calcul, et que les mondes virtuels sont possibles.
8.5. Aujourd’hui et demain
Plusieurs sociétés travaillent déjà pour permettre à la 3D de s’imposer sur les terminaux mobiles,
notamment Superscape avec son produit Swerve I3d (3D en Java pour Compaq Ipaq) ou Ekkla
Research (OpenGL embarqué).
Certains ([Sig,1999], [Fre, 2001], [Pac,2001]) prévoient que l’apparition des services multimédia
(vidéo en direct, 3D, …) est une condition sine qua non de la réussite des réseaux mobiles de
troisième génération.
Toutes ces solutions risquent d'intéresser dans un premier temps les marchés asiatiques et
scandinaves.
La France et le reste du monde, attendra probablement 2004 pour avoir de la 3 Dimension et/ou
de la Réalité virtuelle sur son téléphone mobile, et n’aura accès, d’ici là, qu'à de la 3D
préalablement téléchargée et pilotée par des messages GSM. Cette 3D devrait servir dans un
premier temps à augmenter l'attrait des interfaces graphiques 2D actuelles et à tester auprès du
public de telles applications. D'ici là les opérateurs télécoms auront peut-être opté pour des
solutions locales haut-débit, comme le 802.11b, qui permettent de résoudre les problèmes de
transport de données 3D volumineuses sans attendre l'UMTS.
- 47 -
DEA 2IL
IV.
NOTRE APPLICATION (MiniTank)
9. Présentation
Les applications en 3 dimensions commencent à apparaître sur terminaux mobiles. La majorité
d’entre-elles sont dédiées à l’affichage d’images et à la CAO. Peu, par contre, sont de réels
environnements 3D de réalité virtuelle ou des jeux.
De plus, peu de ces applications en 3D utilisent des fonctionnalités réseaux.
Cependant l’évolution des réseaux de mobiles vers les réseaux de troisième génération et
l’émergence de technologies comme wifi (ou bluetooth) permettent d’envisager des possibilités
importantes pour la réalité virtuelle mobile.
Le principal objectif de cette étude porte sur l’analyse de l’environnement de développement
pour assistant personnel Pocket PC en réalisant une application de réalité virtuelle distribuée
(nommée MiniTank), fonctionnant à la fois sur PC et sur Pocket PC. Il s’agit créer un monde
virtuel multi-utilisateurs fonctionnant à plusieurs niveaux pour permettre aux PC et aux
terminaux mobiles d’évoluer dans le même monde.
10. Environnement de travail
10.1. Matériels
Comme indiqué précédemment notre étude se fait sur les PDA, et plus précisément sur les
Pocket PC. Nous avons travaillé sur l’IPAQ H3630 qui présente les caractéristiques suivantes :
Type de processeur
Fréquence du processeur
Mémoire Ram
Mémoire Rom
Rom flash
Type d’écran
Nombre de couleurs
Pixels Horizontaux
Pixels Verticaux
Poids
Dimensions
Système d’exploitation
Connectivité
Type de Batterie
Autonomie
IPAQ H3630
INTEL Strong ARM
206 Mhz
32 Mo
16 Mo
oui
Reflective TFT LCD
4096 (12 bits)
240
320
170 grammes
13.3 x 8.0 x 1.6 cm
Pocket PC 3.0
USB, Série, IrDA3 115Kb,
Ethernet
950 mAh Li-Polymer
10 heures
Pocket PC Moyen
INTEL Strong ARM
206 MHz
32 ou 64 Mo
16 Mo
oui
Reflective TFT LCD
65536 (16 bits)
240
320
170 grammes
13.3 x 8.0 x 1.6 cm
Pocket Pc 2002
USB, Série, IrDA 115Kb,
Ethernet, BlueTooth
Tableau 3 : Caractéristiques techniques des Pocket PC
3
IrDa (Infrared Data ) : Connection Infra-rouge
- 48 -
8 à 14 heures
DEA 2IL
L’application a été développée pour Pocket PC et pour PC. Elle fonctionne de la même manière
sur les deux types de machines et permet ainsi de se connecter au monde virtuel 3D quel que soit
son terminal.
10.2. Logiciels
Du point de vue logiciel, deux outils de développement sont nécessaires : un logiciel de
visualisation 3D permettant de gérer l’affichage en 3 Dimensions, et un logiciel de
développement qui rend possible la compilation pour le processeur StrongARM présent sur le
Pocket PC.
10.2.1. Cortona SDK
Pour la gestion de l’affichage, nous avons utilisé le Cortona SDK de parallelgraphics [19], qui
permet de gérer des scènes VRML à partir de langage comme le C/C++, le Visual Basic ou le
HTML. Il permet d’afficher les scènes VRML 3D sur un Pocket PC et de les modifier.
10.2.2. Microsoft Embedded Visual C++
Pour l’instant le système d’exploitation le plus répandu sur Pocket PC est WindowsCE de
Microsoft. D’autres OS existent, comme PocketLinux, mais ils sont encore peu développés et la
grande majorité des Pocket PC utilisent celui de Microsoft. L’application MiniTank est écrite en
C++, et compilée grâce à Microsoft Embedded Visual C++ (MEVC).
Cet outil est un compilateur pour terminaux mobiles (Pocket PC, Palm et Handeld Pc),
d’applications écrites en C/C++ (Il existe MEVB : Microsoft Embedded Visual Basic). Il permet
également la compilation pour différents processeurs.
MEVC intègre également un émulateur de chacune de ces machines, ce qui permet de tester ses
applications directement sur la station de développement, sans avoir à le faire sur le terminal
mobile. Cependant il n’existe pas de version de Cortona SDK pour l’émulation, donc il n’est pas
possible de l’utiliser pour tester nos mondes 3D.
L’utilisation de directives de compilation a permis d’écrire un code source unique quelle que soit
la plate-forme de destination. Seule une définition (#define CONSTANTE en C) permet de
déterminer quelle partie du code compiler (partie comprise entre #ifdef CONSTANTE … #endif).
Cette technique permet également de voir rapidement les différences de programmation pour un
PC ou un Pocket PC. (un exemple est l’utilisation de fonction différentes pour l’affichage, ou
l’utilisation de fonctions différentes pour gérer les nombres flottants)
10.2.3. Connexions et branchement du Pocket Pc
Notre Pocket PC (IPAQ) est équipée d’une carte réseau Ethernet. Il possède sa propre adresse IP
au sein d’un réseau local connecté à Internet. L’IPAQ ne possède pas de fonctionnalité de
téléphonie et nous avons donc testé les connexions Internet à travers Ethernet haut-débit et par
connexion série directe sur un PC traditionnel.
Lors d’une connexion série le Pocket Pc communique avec le PC grâce à Microsoft ActiveSync
[15], et peut également accéder à Internet.
Le développement d’applications réseau ne présente donc pas d’originalité et l’utilisation des
sockets d’effectue exactement comme sur une station de travail fixe.
- 49 -
DEA 2IL
Le but de cette étude est de voir s’il est possible de développer de la réalité virtuelle distribuée sur
terminaux mobiles. Il est évident qu’avec une carte Ethernet le terminal n’est plus mobile.
Cependant les réseaux de troisième génération se basent sur IP et les connexions sockets se font
donc exactement pareil.
11. Techniques utilisées
11.1. Réseau
De nombreux systèmes de réalité virtuelle sont distribués et permettent d’entrer dans des mondes
virtuels multi-utilisateurs via Internet.
Notre but ici est de créer un monde 3D multi-utilisateurs accessible aux terminaux nomades via
Internet. La suite de protocoles d’Internet est TCP/IP, il permet d’échanger des données soit par
requêtes HTTP soit par connexion directe via des sockets.
Les requêtes HTTP ne semblent pas adaptées à une telle application car elles ne permettent pas
un échange direct entre deux sites communicants (deux PDA par exemple), mais seulement un
dialogue avec un serveur Internet.
Par contre les sockets, grâce à l’adresse IP des machines, permettent de se connecter directement
sans intermédiaire (comme cela peut-être le cas lors d’un chat ou plus généralement pour toute
connexion point à point).
11.1.1. Les Sockets
Les Sockets4 (prises de raccordement) forment une API (Application Program Interface) : ils
offrent aux programmeurs une interface entre le programme d'application et les protocoles de
communication. En aucun cas, les sockets ne forment une norme de communication ou une
couche de protocole à l'instar de TCP/IP.
Les sockets offrent un mécanisme de communication bidirectionnel dans un environnement
distribué. Ils permettent également la communication entre différents processus à l'intérieur d'un
même système.
La notion de socket en tant que prise de raccordement vient d’une analogie avec le réseau
électrique et le réseau téléphonique :
Figure 25 : Analogie Sockets / Téléphone / Prise électrique
4
Les sockets ont été inventés par l’Université de Berkeley
- 50 -
DEA 2IL
Les sockets permettent deux formes de connexion, une connexion normale entre deux machines
distantes, et une connexion multicast entre une machine et un groupe de machines. C’est cette
manière de communiquer que nous avons utilisé pour le monde 3D.
11.1.2. Sockets Multicast
L’adressage multicast est utilisé pour s’adresser en une seule fois à un groupe de machines. Cette
approche induit une économie de moyen et de bande passante évidente quand on la compare à
une démarche unicast (un seul datagramme5 est routé vers tous les clients intéressés au lieu d'un
envoi massif d'autant de datagrammes qu'il y a de clients).
Les adresses de type multicast ont donc la faculté d'identifier un groupe de machines par
opposition à un groupe de machines qui partagent un réseau commun (broadcast).
11.1.2.1. Adresses multicast
La plupart des adresses multicast allouées le sont pour des applications particulières comme, par
exemple, la découverte de routeurs ou encore la radio ou le téléphone/vidéo sur Internet.
Figure 26 : Adresse Multicast
Les 28 bits n'ont pas de structure particulière, par contre la notation décimale pointée continue à
être utilisée.
11.1.2.2. Notion de Groupe Multicast
La notion de multicast est associée à celle de groupe. Une personne qui désire recevoir ou
envoyer des données en multicast s’abonne à un groupe. L'appartenance à un groupe est
dynamique, les hôtes qui le désirent rejoignent et quittent le groupe comme ils veulent.
Un groupe d'hôtes utilisant une adresse multicast commune peuvent être répartis n'importe où
sur le réseau, il n’y a pas de notion de géographie (au sens informatique ou habituel du terme).
Ainsi, n’importe quel terminal (mobile ou non) peut s’abonner à un groupe multicast quelconque,
il lui suffit de se connecter à l’adresse IP adéquate.
Notre monde 3D utilise des sockets Multicast, simplifiant ainsi l’utilisation du réseau car l’envoi
de données et la réception se font exclusivement par l’intermédiaire de l’adresse IP du groupe
Multicast. De plus tous les sites sont à un niveau égal et aucun ne fait plus de traitement qu’un
autre. Cette technique paraît bien adaptée aux mondes multi-utilisateurs.
Datagramme : Bloc de données indépendant transitant sur un réseau, et contenant toutes les informations nécessaires
à son routage.
5
- 51 -
DEA 2IL
Cependant il pourrait être intéressant de gérer l’application avec des sockets classiques en passant
par un serveur. Avec l’augmentation des débits, une augmentation du trafic ne devrait pas être un
handicap et l’utilisation d’un ou plusieurs serveurs pourrait soulager les terminaux mobiles de
calculs trop lourds notamment du point de vue graphique. Cette option là pourrait permettre de
fournir des applications plus développées en termes de fonctionnalités et de réalisme.
11.2. Dead-Reckoning
Les débits des réseaux de mobiles ne permettent pas le transfert de données multimédias (vidéos,
sons, réalité virtuelle). De plus un monde multi-utilisateurs à calculs distribués nécessite le
transfert d’un nombre important (augmentant en fonction du nombre de sites connectés) de
données via le réseau.
Ainsi il devient nécessaire d’utiliser des techniques permettant de limiter le trafic. La technique du
dead-reckoning paraît adaptée car elle permet une meilleure utilisation du réseau et une limitation
du trafic généré.
Chaque objet (ici chaque tank) extrapole son état et celui des tanks distants grâce aux dernières
informations qui lui sont parvenues. Il possède un modèle de comportement qui estime son
mouvement en fonction de ses caractéristiques de vitesse et de position précédentes. Ce modèle
est identique sur les autres site distants, ainsi chacun des objets évolue similairement sur chaque
site sans avoir besoin d’actualiser constamment (via le réseau) les nouvelles données.
Chaque site local gère son tank et le fantôme correspondant (le fantôme est l’extrapolation du
tank en fonction du modèle de mouvement). Lorsque celui-ci s’éloigne trop de la réalité (suivant
une règle définie au préalable) une mise à jour des caractéristiques spatiales est envoyée aux sites
distants afin qu’ils actualisent leurs données.
Figure 27 : Le Tank à la trajectoire prédite par le
modèle
Figure 28 : Le tank qui s'éloigne de son fantôme
Figure 29 : Le tank et son fantôme ont des vitesses
différentes
Figure 30 : L'écart devenant trop grand,
actualisation du modèle
- 52 -
DEA 2IL
Le message envoyé sur le réseau contient : l’identité du tank émetteur, la position réelle (3
coordonnées), l’orientation réelle (azimut6), la vitesse et un identificateur précisant si un missile a
été lancé.
Id Tank Emetteur
X
(integer)
(float)
Y
(float)
Z
(float)
Vitesse
(float)
Azimut
(float)
Missile lancé ?
(1 bit)
Figure 31 : Schéma d'une trame envoyée sur le réseau
Cette trame est envoyée dans trois cas de figure :
- la vitesse du tank ayant variée, celui-ci s’est éloigné (au point de vue distance) de son
fantôme ;
- Le tank a changé son orientation et se dirige dans une direction bien distincte de celle
prévue par son modèle ;
- Un missile a été tiré, dans ce cas les données exactes de position et d’orientation sont
nécessaires pour l’affichage et le calcul du mouvement du missile.
A la réception d’une trame le site positionne correctement le tank (ou le crée s’il n’était pas
présent dans le monde auparavant). Deux façons de replacer celui-ci existent :
- repositionnement « doux » par interpolation des positions ;
- repositionnement « direct » à la nouvelle position (peux générer des sauts importants)
Nous repositionnement les tanks directement car l’écart de position autorisé7 entre le tank et son
fantôme est faible.
La technique du dead-reckoning est très efficace pour limiter les échanges de données entre sites
distants. Elle les réduit de plus de moitié, permettant ainsi de ne pas inonder le réseau et d’utiliser
celui-ci au minimum.
Dans le cas des réseaux de mobiles, qui ont de faibles débits, cette technique semble
indispensable. Elle oblige néanmoins les différents sites connectés à faire des calculs
supplémentaires (mise à jour du fantôme en fonction du modèle) mais les terminaux mobiles
gagnent rapidement en puissance et devraient facilement supporter ce surplus de calculs.
12. Gestion du monde
Le monde, et les éléments qui le composent sont des objets VRML (Virtual Reality Markup
Language). De plus ample informations sur le VRML sont disponibles : [Ges,2000], [26], [31].
12.1. Gestion de l’affichage
12.1.1. Le terrain
Le terrain est un MNT (Modèle Numérique de Terrain) qui se compose de deux fichiers :
- un fichier VRML pour l’affichage ;
- un fichier texte contenant les altitudes (coordonnée y) aux différents points du terrain.
En VRML, l’azimut correspond à la rotation autour de l’axe (Oy). Cet axe est dirigé vers le haut
Cet écart est une distante euclidienne marquant un éloignement du tank et de son fantôme ou alors une variation
d’orientation (azimut) marquant une direction différente.
6
7
- 53 -
DEA 2IL
Le fichier VRML est un nœud ElevationGrid qui est une matrice de points (taille de la matrice :
xDimension x zDimension) dont on donne les altitudes, chaque point (x,z) est espacé d’une
certaine valeur définie par (xSpacing et zSpacing). Le terrain est donc de la forme suivante :
Figure 32 : forme générale d'un MNT en VRML
A ce nœud VRML on peut ajouter des attributs habituels tels que l’apparence par exemple et on
peut appliquer une couleur et une texture.
Figure 33 : un Modèle Numérique de Terrain VRML
- 54 -
DEA 2IL
12.1.2. Les tanks et les missiles
Les tanks et les missiles sont des nœuds VRML quelconques, nous avons utilisé deux tanks
différents en fonction de l’affichage sur Pocket PC ou sur PC afin de limiter le nombre de
facettes à afficher sur Pocket PC, car la puissance de calcul est encore limitée et, si le nombre de
tanks présents dans le monde est élevé, la gestion de l’affichage risque d’être très ralentie.
Figure 34 : Tank évoluant dans le monde 3D (sous
PC)
Figure 35 : Tank disponible sous Pocket PC
A la différence du terrain, les tanks et les missiles sont mobiles dans l’espace, et ont leur propre
déplacement, il faut donc les distinguer entre eux. Leur syntaxe VRML est lue dans un fichier
puis encapsulée dans un nœud Def dont la syntaxe est la suivante :
DEF <type_objet><num_identité>
12.2. Gestion des comportements
12.2.1. Déplacement des tanks sur le terrain
Le déplacement d’un tank est géré de la façon suivante :
- en fonction des coordonnées, de la vitesse et de l’azimut du tank, calcul de la nouvelle
valeur de x et de z ;
- en fonction de cette valeur de x et z, calcul de la hauteur y (ce calcul s’effectue en
cherchant les trois points de la facette sur laquelle se trouve désormais le tank, puis
recherche la hauteur dans le fichier texte contenant toutes les altitudes) ;
- calcul de la normale à cette facette ;
- calcul du tangage (rotation autour de (Ox)) et du roulis (rotation autour de (Oz)) pour
positionner le tank correctement sur le terrain.
Si l’utilisateur appuie sur une touche alors une interruption est lancée. Les différentes possibilités
offertes à l’utilisateur sont :
- augmenter la vitesse du tank ;
- réduire la vitesse du tank ;
- modifier son orientation (tourner) ;
- tirer un missile ;
- quitter.
- 55 -
DEA 2IL
12.2.2. Déplacement des missiles et collisions
Le mouvement des missiles est considéré rectiligne uniforme. On pourrait le modifier afin de
gérer la gravité sur la trajectoire et les frottements pour la réduction de la vitesse.
Les missiles ont une durée de vie maximale égale à la longueur de la diagonale du terrain.
Trois tests de collision sont effectués :
- test de contact avec le terrain : si l’altitude du missile est, à un moment donné, inférieure à
celle de la facette au-dessus de laquelle il se trouve alors il explose.
- test de sortie de terrain : sortie de terrain si
. x < 0 ou z < 0 ;
. ou x > xDimension * xSpacing ;
. ou z > zDimension * zSpacing ;
- test de collision avec un tank : on considère une sphère englobant le tank, si le missile
entre dans cette sphère alors le tank est détruit.
12.3. Remarques sur l’affichage
Certaines différences entre l’affichage sur PC et sur Pocket PC sont visibles. Elles sont dues à la
nature même de l’appareil mobile et à ses performances.
La principale remarque concerne la fluidité de l’affichage. Autant l’affichage et les interactions
sont quasiment temps réels sur un PC traditionnel autant sur un Pocket Pc l’affichage est saccadé
et les interactions pour l’utilisateur sont plutôt lentes. Plusieurs causes produisent cet effet :
faibles capacités de calcul du terminal, pas de gestion des nombres flottants par le processeur, pas
de carte graphique spécialisée pour le rendu.
On remarque également que le niveau de détail du terrain est peu élevé sur le Pocket PC. Il
s’avère que cela puisse fausser légèrement la vision du monde qu’à l’utilisateur. En effet, il se peut
qu’un tank, se trouvant loin ne donne pas l’impression d’être posé sur le MNT.
Enfin, à cause de ce niveau de détail, et de la taille de l’écran, le déplacement d’un même missile
semble très légèrement différent sur un PC et un Pocket Pc.
Certains de ces problèmes trouveront dans le futur une solution (ceux liés aux capacités de
calcul), par contre les problèmes d’affichage dus notamment à la taille de l’écran seront plus
délicats à résoudre.
On peut ajouter que les Pocket PCs possèdent un bouton directionnel et quatre autres boutons. Il
peut être mis en doute le fait que pour permettre une réelle interactivité à l’utilisateur, et
développer des systèmes virtuels conséquents, cinq boutons soient suffisants.
13. Améliorations et changements
La toute première méthode pour générer de la 3D sur PDA était d’utiliser le VRML et Cortona
SDK, mais depuis peu d’autres technologies sont sorties (PocketGL,…) il serait intéressant de
comparer les mêmes applications pour tester la rapidité d’affichage, la fluidité, la gestion des
couleurs…
- 56 -
DEA 2IL
Nous avons utilisé des sockets Multicast, mais il peut être intéressant de passer par un ou
plusieurs serveurs et ceci pour plusieurs raisons :
-
-
gestion des connexions (refus de connexion, gestions de profils utilisateurs, services
supplémentaires, …) ;
calculs sur serveurs : des calculs peuvent être faits sur les serveurs (par exemple de lourds
calculs graphiques) pour soulager les terminaux mobiles possédant de faibles capacités de
calculs ;
synchronisation d’évènements : l’entrée de Pocket PC dans les mondes 3D posent
certains problèmes liés à la synchronisation. En effet, les capacités de calcul et d’affichage
sont faibles et il arrive, à cause d’un temps de calcul trop lent, qu’un événement produise
deux effets différents sur deux machines distantes (pour une explication détaillée de ce
problème se reporter à l’annexe 19.Problème d’échantillonnage)
L’affichage « naturel » d’un Pocket Pc et en hauteur, c’est-à-dire exactement comme une feuille
A4 (format portrait). Pour des applications de même genre que la notre il pourrait être
intéressant, pou l’utilisateur, d’afficher les mondes 3D en format paysage (rotation de 90degrés).
- 57 -
DEA 2IL
V.
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
Le but de ces travaux était d’étudier l’évolution des réseaux de mobiles vers la troisième
génération (3G), et ses perspectives pour les applications de réalité virtuelle distribuée nomade.
La réalité virtuelle s’est largement développée au cours des dernières années, et a apporté de
multiples améliorations dans les interfaces homme-machine et des applications nouvelles pour les
utilisateurs. Depuis le début 2002 des applications 3D voient le jour sur les terminaux mobiles, ce
phénomène semble en pleine expansion et plusieurs entreprises et organismes se lancent dans
l’élaboration de projets de 3D mobile.
Nous avons créé un monde 3D virtuel multi-utilisateurs accessible via Internet. Il existe de
nombreux autres systèmes de ce type, mais celui-ci présente la particularité d’être utilisable depuis
un terminal mobile (Pocket PC). Ainsi, avec cette application nommée MiniTank, un utilisateur en
déplacement peut entrer dans un monde virtuel en 3 Dimensions et être en contact avec d’autres
utilisateurs mobiles ou fixes quelle que soit sa position et son déplacement.
Cette application est un exemple de réalité virtuelle, et elle préfigure ce qui pourrait se faire très
prochainement, en combinant accès à Internet, via un réseau de mobile, et application de réalité
virtuelle. Notre travail montre que celle-ci est possible pour les terminaux mobiles et qu’elle
permettra d’ouvrir encore de nombreux horizons pour les interfaces homme-machine et pour les
utilisateurs.
Actuellement le réseau GSM, par ses débits, est un frein à l’entrée du multimédia dans la mobilité.
Néanmoins l’augmentation des débits, et l’amélioration des performances des terminaux,
devraient marquer le début des réelles applications multimédia mobiles, et notamment de la vidéo
en direct., et de la réalité virtuelle.
Réciproquement le succès public des réseaux mobiles de troisième génération (3G) devrait passer
par une grande interactivité et des applications multimédia nombreuses et variées.
Suite à ce travail, il serait intéressant d’élaborer une plate-forme générique de réalité virtuelle
distribuée, fonctionnant à divers niveaux de complexité selon le terminal visé par l’application.
- 58 -
DEA 2IL
BIBLIOGRAPHIE
14. Références
[Bar, 1994]
Bates RJ, “ Wireless Networked Communications ” , New-York :
McGraw-Hill, 1994
[Bel, 1991]
Bellamy J, “ Digital Telephony ”, New-York : John Wiley 1991
[Cor, 1994]
Comer D.E, « TCP/IP : Architecture, protocoles, applications », version
française, IEEE Communications magazine, vol 32, pp 78,86, février
1994
[Ekk, 2002]
Ekkla Research, « La 3D sur les PDA », 2002
[Eud, 2001]
Yves Eudes, « A Seattle se construit l’après-net », Le Monde, mai 20001
[Fre, 2001]
P. Frêne, D. Rasseneur, P. Tournassoud, “ Mobile evolution towards full
IP multimedia ”, 2001
[Gar, 1996]
Garg V. et Wilkes J.E., “ Wireless and Personnal Communications
Systems ”, Englewood Cliffs, NJ : Prentice Hall, 1996
[Ges, 2000]
Peter Gesdtmann thesis, “ Building Games in VRML ”, mai 2000
[Gha, 2001]
Rod Ghani, “ 3G : 2B or not 2B ”
[Goo, 1991]
Goodman D.J., “ Trends in Cellular and Cordless Communications ”,
IEEE Communication Magazine, vol 29, pp 31-40, juin 1991
[Hac, 1995]
« Optimisation de la taille des cellules », 1995
[Hac, 1995]
Hac Anna, “Wireless and Cellular Architecture and Services”, IEEE
Communications Magazine, vol 33, pp 98-104, novembre 1995
[Joh, 1995]
Johnson B.B., “Scalable Support for Transparent Mobile Host
Internetworking”, Wireless Networks, vol 1, pp 311-321, octobre 1995
[Ken, 2002]
Kenzo Fujii, “i-Mode, The first succesful smart phone service in the
world”, février 2002
[Kin, 2002]
Tim Kindberg, John Barton, Jeff Morgan, Gene Becker, “Cooltown :
people, places, things : web presence for the real world”, 07 Mai 2002,
Hewlett-Packard Laboratories
[Lau, 1999]
Jussi Laukkanen, “UMTS Quality of Service Concept and Architecture”
[Mac, 1993]
]Macario R.C.V, “ Cellular-Radio Principles and Design ”, New-York,
McGraw-Hill, 1993
- 59 -
DEA 2IL
[Man, 2002]
Manifest Technology, “ PDA GPS Navigation : Travroute CoPilot”
[norme 23.107]
« QoS de l'UMTS »
[Pac, 2001]
“ PacketVideo Multimedia Technology Overview ”, PacketVideo
Corporation, 2001
[Rah, 1993]
Rahnema M., “Overview of the GSM System and Protocol Architecture”,
IEEE Communications Magazine, vol 31, pp92-100, avril 1993”
[Rig, 2001]
Roger Riggs, Antero Taivalsaari, Mark VandenBrink, “ The Wireless
Internet Revolution ”, Programming Wireless Devices with JavaTM
Platform, Micro Edition, chapter 1, page 1
[Sig, 1999]
Gabriel Sigrist, “L’avenir du téléphone mobile, c’est l’image en direct”,
septembre 1999
[Sir, 2002]
Mathieu Sirche, « L’aventure d’un Internet libre et sans fil », metro, avril
2002
[TTAE.3G-23.101]
“General UMTS Archtecture” ,2000-07-13
[Woo1, 2002]
Charles Woodward and Petri Honkamaa , “Remote PC Applications on a
PDA Device”
[Woo2, 2002]
Charles Woodward and Petri Honkamaa , “Wireless 3D CAD Viewing on
a PDA Device”
[Gil, 2001]
Matan Gilat, Adi Hirsh, Lev Rechnik “ Distributed Sea Battle Game”,
2001
- 60 -
DEA 2IL
15. Sites Internet
[1]. http://bertrand.fievet.free.fr/cdma_principes.html
[2]. http://fr.gsmbox.com/gsm/dati/gprs/index.gsmbox
[3]. http://pda.etsi.org/pda/queryform.asp
[4]. http://t2.technion.ac.il/~smatan/
[5]. http://www.3g-generation.com/index.htm
[6]. http://www.3gpp.org/
[7]. http://www.bluetooth.com
[8]. http://www.cooltown.hp.com
[9]. http://www.cygnus.uwa.edu.au/~rnielsen/link/
[10]. http://www.fcc.gov/911/enhanced/
[11]. http://www.felixcad.fr
[12]. http://www.glossary-tech.com/
[13]. http://www.glossary-tech.com/
[14]. http://www.hds.utc.fr/~ducourth/TX/CEL/CEL-gprs.html
[15]. http://www.microsoft.com/mobile/pocketpc/tips/activesyncnet.asp
[16]. http://www.nttdocomo.co.jp/corporate/rd/tech_e/cell01_e.html
[17]. http://www.nttdocomo.co.jp/corporate/rd/tech_e/index_e.html
[18]. http://www.nttdocomo.co.jp/corporate/rd/tech_e/mult01_e.html
[19]. http://www.parallelgraphics.com
[20]. http://www.pocketcad.com
[21]. http://www.pocketpclife.co.uk/
[22]. http://www.research.ibm.com/vgc/pdaviewer/
[23]. http://www.suoerwaba.corg
[24]. http://www.ti.com/sc/omap
[25]. http://www.tsacc.ic.gc.ca/f/publications/acronymes.shtml
[26]. http://www.vrml.org/fs_specifications.htm
[27]. http://www.vtt.fi/indexe.htm
[28]. http://www.w3c.org/
[29]. http://www.wabasoft.com
[30]. http://www.wapforum.org/
[31]. http://www.web3D-fr.com
[32]. http://www.wi2600.org/mediawhore/nf0/wireless/docs/802.11/
- 61 -
DEA 2IL
16. Livres
[Fag,2001]
Nadège Faggion, « GPRS: du WAP à l'UMTS », Dunod ; 2001
[Gen,2001]
L. Genty, « UMTS et partage de l'espace hertzien », Hermès Science Publications ;
2001 ;
[Les, 2001]
Pierre LESCUYER, « UMTS, Les origines, l'architecture, la norme », Osman
Eyrolles Multimédia ; 2001
[Puj,2001]
Guy Pujolle, Guillaume Vivier, Khaldoun Al Agha, « Réseaux de mobiles et réseaux
sans fil », Eyrolles, 2001.
[Rig,2001 ]
Roger Riggs, Antero Taivalsaari, Mark VandenBrink, « Programming Wireless
Devices with JavaTM Platform, Micro Edition”
[Tis, 1999]
J.TISAL, « Réseau GSM l'évolution GPRS une étape vers UMTS » , Dunod ; 1999
- 62 -
DEA 2IL
ANNEXES
17. Différents composants du réseau GSM
Mobile Station
La Mobile Station se compose du Mobile Equipment (le terminal GSM) et du Subscriber Identity
Module (SIM), une petite carte douée de mémoire et de microprocesseur, servant à identifier
l'abonné quelque soit son terminal; il est donc possible de continuer à recevoir et à émettre des
appels et d'utiliser tous ces services simplement grâce à l'insertion de la carte SIM dans un
terminal quelconque.
Mobile Equipment
Le Mobile Equipment est identifié à l'intérieur de n'importe quel réseau GSM par l'International
Mobile Equipment Identity (IMEI). L'IMEI est un numéro à 15 chiffres qui pressente la
structure suivante:
IMEI = TAC
FAC
SNR
sp
TAC = Type Approval Code, déterminé par le corps central du GSM (6 chiffres) ;
FAC = Final Assembly Code, identifie le constructeur (2 chiffres) ;
SNR = Serial Number (6 chiffres) ;
sp = Chiffre supplémentaire de réserve (1 chiffre).
Les terminaux GSM sont divisés en cinq classes en fonction de leur puissance maximale de
transmission sur le canal radio, qui varie entre un maximum de 20 watts et un minimum de 0.8
watt.
La puissance de la Mobile Station détermine la capacité de cette dernière à s'éloigner des stations
émetteurs/récepteurs (BTS) du réseau tout en continuant d'utiliser le service.
Une particularité de la Mobile Station consiste en la capacité de changer la puissance d'émission
du signal sur le canal radio de façon dynamique sur 18 niveaux et ceci pour pouvoir conserver à
tout instant la puissance de transmission optimale, en réduisant ainsi les interférences entre
canaux, qui interviennent sur les cellules adjacentes, et les dépenses du terminal.
SIM
La carte SIM contient l'International Mobile Subscriber Identity (IMSI), qui sert à identifier l'abonné
dans n'importe quel système GSM, et les procédures de cryptographie qui sauvegardent le secret
de l'information de l'utilisateur ainsi que d'autres données telles que, par exemple, la mémoire
alphanumérique du téléphone et la mémoire relative aux messages de texte (SMS) et enfin les
mots de passe qui empêchent une utilisation interdite de la carte et l'accès à d'autres fonctions
supplémentaires. L'IMSI présente la structure suivante:
IMSI = MCC | MNC | MSIN
MCC = Mobile Country Code (2 ou 3 chiffres, pour la France 33)
MNC = Mobile Network Code (2 chiffres, en France 06)
MSIN = Mobile Station Identification Number (maximum 10 chiffres)
- 63 -
DEA 2IL
Base Station Subsystem
La Base Station Sub-System supervise l'interface radio. Elle est composé d'une ou plusieurs Base
Transceiver Station (BTS) et d'un Base Station Controller (BSC).
Base Transceiver Station
La Base Transceiver Station contient tous les émetteurs reliés à la cellule et dont la fonction est de
recevoir et d’émettre des informations sur le canal radio en proposant une interface physique
entre la Mobile Station et le BSC. Le BTS exerce une série de fonctions :
- Gestion des les canaux Full Rate et Half Rate ;
- Utilisation de deux antennes de réception afin d'améliorer la qualité du signal reçu : les
deux antennes reçoivent le même signal, indépendamment l'une de l'autre et sont atteintes
différemment par l’atténuation du signal (fading) : la probabilité qu'elles soient atteintes
en même temps par un fading important est presque nulle ;
- Frequency Hopping (FH): la variation de fréquence utilisée dans un canal radio à des
intervalles réguliers, afin d'améliorer la qualité du service à travers la diversité dans la
fréquence.
- Discontinuos Transmission (DTX) qui bloque la transmission lorsque l’utilisateur n’est pas en
conversation, lors d’un envoi ou d’une réception de données ;
- Contrôle Dynamique de la Puissance de la Mobile Station (MS) et des BTS: le BSC détermine
la puissance optimale avec laquelle la MS et le BTS effectuent la transmission sur le canal
radio dans le but d’augmenter l'efficacité du spectre ;
- Gestion des algorithmes de chiffrage: l'information de l'utilisateur est cryptographiée afin
de garantir à l'abonné une certaine réserve sur le canal du trafic et sur celui de codage. Le
processus de cryptographie des données doit être mis en oeuvre par le BTS sur les
informations transmises sur le canal radio; l'algorithme de cryptographie qui doit être
utilisé est transmis au BTS par le BSC sur la base des indications reçues par le MSC et la
clef cryptographique est unique pour chaque utilisateur. Actuellement, le standard GSM
Phase II supporte huit algorithmes de chiffrage.
Base Station Controller
Le Base Station Controller gère les ressources radio pour une ou plusieurs BTS, à travers la
gestion de la connexion entre le BTS et les MSC (il s'agit de centrales de commutation qui offrent
la liaison au réseau fixe ou à d'autres réseaux), et, aussi, à travers les canaux radio, le codage, le
frequency hopping et les handover. Il permet plus précisément:
- La gestion et la configuration du canal radio: il doit choisir pour chaque appel la cellule la
mieux adaptée et doit sélectionner à l'intérieur de celle-ci le canal radio le plus adapté à la
mise en route de la communication ;
- La gestion de handover : il décide, sur la base des relevés reçus par le BTS, le moment
pour effectuer le changement de cellule lors des déplacements de l'utilisateur pendant une
conversation, dans la surface de couverture de sa compétence ;
- Les fonctions de décodage des canaux radio Full Rate (16 kbps) ou Half Rate (8 kbps)
pour des canaux à 64 kbps.
Network Sub-System
Le Network Sub-System exerce la fonction de commutation lors de la connexion avec d'autres
abonnés du réseau fixe ou mobile à travers le MSC et la fonction de base de données, placée sur
quatre nœuds intelligents (HLR,VLR, AUC, EIR) afin d'identifier les terminaux et les utilisateurs,
la mise à jour de leur emplacement, l'authentification et l'acheminement des appels à un abonné
en déplacement.
- 64 -
DEA 2IL
Mobile Switching Centre
Le Mobile Switching Centre (MSC) est l'élément central du Network Sub-System. Il gère grâce
aux informations reçues par le HLR et le VLR le routage et la gestion du codage de tous les
appels directs et en provenance de différents types de réseau.
Dans la surface de service on peut retrouver plusieurs MSC et chacun d'entre eux est responsable
de la gestion du trafic d'un ou de plusieurs BSS et à partir du moment ou les usagers se déplacent
sur toute la surface de couverture, les MSC doivent être capables de gérer un nombre
d'utilisateurs variables quant à la typologie et à la quantité et être capables d'assurer à chacun un
niveau de service constant.
Autres fonctions fondamentales du MSC :
- L'authentification de l'auteur de l'appel : l'identification de la Mobile Station à l'origine de
l'appel est nécessaire pour déterminer si l'utilisateur est en droit de bénéficier du service ;
- Le processus de handover : Un utilisateur peut, sur le réseau GSM, continuer d'utiliser le
service même quand, pendant une conversation, il franchit les limites de la cellule dans
laquelle il se trouve.
Home Location Register
Lorsqu'un utilisateur souscrit à un nouvel abonnement au réseau GSM, toutes les informations
qui concernent son identification sont mémorisées sur le HLR. A partir du moment où ces
derniers se déplacent d'une zone à une autre. A l’intérieur de la zone couverte par le HLR les
abonnés sont identifiés comme suit:
MSISDN = CC | NDC | SN
CC = Country Code, indicatif international (le CC français est 33)
NDC = National Destination Code, indicatif national de l'abonné sans le zéro
SN = Subscriber Number, numéro qui identifie l'utilisateur mobile
L'Home Location Register est une base de donnée qui peut être soit unique pour tout le réseau soit
répartie dans le système; il peut ainsi y avoir des MSC privés de HLR, mais connectés à celle
d'autres MSC.
Le HLR, comme toutes les autres bases des données du réseau GSM, est inséré dans des stations
de travail dont les services (mémoire, processeurs, capacité des disques) peuvent être mis à jour
au fur et à mesure de l'augmentation du nombre d'abonnés.
Visitor Location Register
Le Visitor Location Register (VLR) est une base de données qui mémorise de façon temporaire les
données concernant tous les abonnés qui appartiennent à la surface géographique qu'elle
contrôle. Ces données sont réclamées au HLR auquel l'abonné appartient. Généralement pour
simplifier les données réclamées et ainsi la structure du système, les constructeurs installent le
VLR et le MSC côte à côte, de telle sorte que la surface géographique contrôlée par le MSC et
celle contrôlée par le VLR correspondant.
Authentification Centre
Le Centre d'authentification est une fonction du système qui a pour but de vérifier si le service est
demandé par un abonné autorisé.
L'authentification se fait de façon systématique chaque fois que la MS se connecte au réseau et
plus précisément dans les cas suivants :
- Chaque fois que la MS reçoit ou émet un appel ;
- A chaque mise à jour de la position de la MS ;
- 65 -
DEA 2IL
-
A chaque demande de mise en activité, de cessation d'activité ou de l'utilisation des
services supplémentaires.
Equipment Identity Register
L'Equipment Identity Register est une base de données qui a pour but de vérifier si un Mobile
Equipment (ME) a ou n'a pas le droit d'accès au système. La base de données est divisée en trois
sections :
- White List : contient tous les IMEI attribués à tous les opérateurs des différents pays avec
lesquels on a des accords de roaming (déplacement) international ;
- Black List : stocke tous les IMEI qui sont censés être bloqués (par exemple ceux qui ont
été volés) ;
- Grey List : contient tous les IMEI désignés comme en panne ou bien ceux qui sont
envoyés par des téléphones non homologués. Les terminaux insérés dans la Grey List
sont signalés aux opérateurs du système à l'aide d'une alarme quand ils demandent l'accès,
ce qui permet l'identification de l'abonné qui utilise le terminal et celle de la zone d'appel
où ce dernier est situé.
L'EIR peut être unique pour l'ensemble du système ou peut être placé dans une configuration
distribuée. Il peut être situé dans la même station de travail que celle où sont situés le HLR et le
AUC, mais généralement on préfère le placer dans un ordinateur différent pour des raisons de
sécurité. Il est accessible aussi de loin pour permettre la mise à jour des différentes listes qu'il
contient, à partir de tous les sites du réseau. On prévoit de réaliser, dans le futur, la connexion
entre tous les EIR des différents opérateurs GSM, dans le soucis d'empêcher l'utilisation
d'appareils volés dans des pays autres que ceux où le vol a été commis.
Network Management Center
Le centre opératif et de manutention possède les fonctions suivantes:
- Accès à distance à tous les éléments qui composent le réseau GSM (BSS, MSC, VLR,
HLR, EIR et AUC) ;
- Gestion des alertes et de l'état du système avec la possibilité d'effectuer différentes sortes
de test permettant l'analyse des prestations et la surveillance de la qualité de
fonctionnement de ce dernier ;
- Stockage de toutes les données relatives au trafic des abonnés ;
- Supervision du flux du trafic dans les centrales et l'introduction de changements éventuels
dans le même flux ;
- Visualisation de la configuration du réseau avec la possibilité d'effectuer des changements
à partir d'endroits éloignés ;
- Gestion des abonnés et la possibilité de localiser leur position à intérieur de l'aire de
couverture ;
- 66 -
DEA 2IL
18. Caractéristiques technique du réseau GSM
-
Bande opérative:
GSM: Up-Link (Mobile-Base) 890-915 MHz et Down-Link (Base-Mobile) 935-960
MHz.
Extended GSM: Up-Link 880-915 MHz , Down-Link 925-960 MHz. Récemment
la bande opérative a été étendue (Extended GSM) pour augmenter la capacité du
système.
-
Ondes portantes radio pour une bande individuelle
GSM: 124
Extended GSM: 174
-
Ampleur de canal 200 kHz
-
Modulation GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) digitale, à enveloppement constant
avec préfiltrage gaussien B.T.=0,3
-
Accès au réseau de type TDMA (Time Division Multiple Access) associé avec FDMA
(Frequency Division Multiple Access) avec 8 intervalles pour portante radio (Time Slot)
-
Nombre total de canaux vocaux avec 124 portants radio:
992 avec échantillonnage de chaque portante à 16 kbit/s (Full Rate)
1984 avec échantillonnage de chaque portante à 8 kbit/s (Half Rate)
-
Codification de la voix avec algorithme RPE - LTP - LPC (Regular Pulse Exitation - Long
Term Prediction - Linear Predictive Coding) avec échantillonnage à 13 kbit/s
-
Procédure de compensation du délai de propagation du signal radio jusqu'à 233
microsecondes (qui permet un rayon maximum de la cellule de 35 Km)
-
Récupération de déperdition (égalisation du canal radio) typiquement jusqu'à 20
microsecondes
-
Contrôle dynamique de puissance de l'appareil mobile (MS) et facultativement de la
Station Radio de Base (BTS) pendant la liaison radio
Transmission et réception de type discontinu (DTX).
- 67 -
DEA 2IL
19. Problème d’échantillonnage
Ce problème est présent dans tous les systèmes distribués impliquant des machines de capacités
de calcul et de mémoire différentes, il provient du fait que le mouvement de tous les éléments
dans la scène n’est pas continu, mais discrétisé. Les caractéristiques techniques des terminaux
mobiles induisent une certaine probabilité d’erreur de ce type :
- vitesse des processeurs faible ;
- processeur ne gérant pas les nombres flottant ;
- capacités mémoire faible ;
- pas de cartes graphiques, ni de cartes accélératrices.
Supposons une instruction A suivit de quelques instructions puis d’une instruction B.
Le temps séparant A et B peut être très variable suivant que le programme s’exécute sur un PC
traditionnel ou sur un terminal mobile.
Si l’on transpose ce problème à notre étude on comprend que les deux machines distantes
puissent calculer différemment un même déplacement.
Imaginons un tank A qui vise un tank B et tire un missile au temps t1. L’affichage de la scène (et
les calculs permettant de calculer les nouvelles positions) s’effectuer avec un intervalle de temps
égal à ∆t.
Si l’on schématise le mouvement du missile sur les machines distantes cela donne :
Lancement du missile au temps t1
A
B
∆t
Collision du missile et du tank B
Figure 36 : Echantillonnage du mouvement du missile (PC traditionnel)
Lancement du missile au temps t1
A
B
∆t
Pas de collision
Figure 37 : Echantillonnage du mouvement du missile (Pocket PC)
Les deux figures précédentes illustrent schématiquement l’erreur qui peut arriver. Le temps ∆t
entre les deux calculs de déplacement étant trop grand le missile peut passer « à travers » le tank
sans le percuter.
- 68 -
DEA 2IL
Remarquons que la collision missile - tank présentée en exemple ici n’est pas la seule à souffrir de
ce problème. Ce phénomène peut très bien se produire pour un missile et le terrain (MNT) : le
missile pouvant passer « à travers » une colline sans que cela soit détecter. Une collision tank tank peut également être oubliée à cause de ce phénomène.
Plusieurs techniques existent pour résoudre ce problème :
- lorsqu’un site détecte une collision il envoie une trame sur le réseau l’indiquer aux autres
sites.
- l’application est supervisée par un serveur qui est chargé de tous les calculs de collisions
(tank - tank, tank - missiles, missiles - missiles) et informe tous les sites connectés au
monde.
- L’application est centralisée par un ou plusieurs serveurs possédant des caractéristiques
techniques voisines. Dans ce cas là il est peu probable qu’une erreur de ce type
intervienne.
20. Glossaire
2D (2 Dimensions)
2G (Deuxième Génération)
Terme désignant les réseaux de mobiles actuels (GSM, …)
3D (3 Dimensions)
3G (Troisième Génération)
Terme désignant l’ensemble des réseaux mobiles de troisième génération
3GPP (Third Generation Partnership Project)
Ce forum est ouvert à toute instance de normalisation et valide les spécifications techniques
des réseaux mobiles de troisième génération
IEEE 802.1
Couche d’accès au médium (MAC) et couche liaison de donnée (LLC) d’Ethernet
IEEE 802.3
Technologie CSMA/CD (utilisée dans Ethernet)
ACK (Acknowledge) :
Trame spéciale envoyée pour signifier à un site distant que l’on a bien reçu les données qu’il a
précédemment envoyé.
ARM
Microprocesseur incorporé aux PDA (strongArm)
ARPANET (Advanced Research Project Agency Network)
Réseau crée par l’armée américaine et considéré comme l’ancêtre d’Internet.
Bande passante
Plage de fréquences utilisée pour transmettre un signal.
Bluetooth (802.15.1)
Norme de transfert de données sans fil.
Broadband (large bande)
Expression utilisée pour désigner les réseaux de transmission à haut débit (comme l’ADSL ou
l’UMTS par exemple).
Browser (Navigateur)
Permet de naviguer sur des sites Internet.
BSC (Base Station Controller)
Le Base Station Controller gère les ressources radio pour une ou plusieurs BTS.
BSS (Base Station Sub-system)
La BSS supervise l'interface radio. Elle est composé d'une ou plusieurs Base Transceiver
Station (BTS) et d'un Base Station Controller (BSC).
- 69 -
DEA 2IL
BSS (Basic Service Set)
Mode infrastructure de wifi.
BTS (Base Transceiver Station)
La Base Transceiver Station contient tous les émetteurs reliés à la cellule et dont la fonction
est de recevoir et émettre des informations sur le canal radio en proposant une interface
physique entre le terminal mobile et le BSC
CAO (Conception Assistée par Ordinateur)
CDMA (Code Division Multiple Access)
Plusieurs stations peuvent émettre simultanément sur le canal. A chacune est associé un code
unique qui est utilisé pour générer des sauts de fréquences lors de la modulation. Ces sauts
sont propres à chaque station, ce qui permet de la distinguer des autres.
Cellule
En radiocommunications, zone élémentaire d'un réseau radio-cellulaire à laquelle on affecte
un ensemble de fréquences non réutilisables dans les zones contiguës.
C-HTML (Compact HTML)
Langage dérivé du HTML utilisé pour construire des sites i-Mode
CRC (Cyclic Redundancy Code)
Codage qui permet à la couche liaison de données de détecter une erreur portant sur un ou
plusieurs bits
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).
Protocole de niveau MAC utilisé par Wifi pour éviter les collisions
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
Protocole de niveau MAC utilisé par Ethernet pour détecter les collisions
DAO (Dessin Assisté par Ordinateur)
Distance de résolution
Distance minimale entre deux cellules utilisant la même fréquence.
DNS (Domain Name Server)
Permet la sélection du GGSN pour atteindre un réseau de données externes.
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)
Première norme de couche physique de wifi (taux de transfert de 2Mbps).
EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution)
Evolution du GSM, EDEG est fondé sur une technologie de modulation des données, il doit
permettre d’augmenter le débit de chaque canal GSM. Son débit théorique maximal est de
384 kilobits par seconde. Comme le GPRS, EDGE fonctionne en mode paquet pour la
transmission des données, avec une connexion permanente au réseau Internet.
Ethernet
Nom d'un réseau local d'entreprise développé par Rank Xerox et normalisé ensuite par
l'IEEE.
Le débit courant d'Ethernet est de 10 Mbit/s.
ETSI (European Telecommunications Standards Institute)
Organisme Européen de standardisation des Télécommunications
FCC (Federal Communications Commission)
Organisme Américain de standardisation des Télécommunications
FDMA (Frequency Division Multiple Access)
Terme désignant les futurs réseaux de mobiles (UMTS, …
FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)
Technique des sauts de fréquence (wifi), deuxième norme de couche physique de wifi (taux
de transfert de 1).
Foma
Réseau cellulaire japonais de prochaine génération.
Gateway (Passerelle)
- 70 -
DEA 2IL
Equipement permettant à deux réseaux différents de communiquer.
GGSN (Gateway GPRS Support Node)
Routeur IP connectant le réseau GPRS et un réseau externe de commutation par paquets.
GPRS (General Packet Radio System)
Standard de transmission de données en mode paquet pour des réseaux de type GSM.
GPS (Global Positioning System)
Technologie permettant de localiser un appareil dans un espace.
GSM (Global System for Mobile communications)
Norme européenne de radiocommunication numérique.
GSN (GPRS Support Node)
Le GGSN ou le SGSN.
GTP (GPRS Tunneling Protocol)
Protocole d’encapsulation d’un datagramme IP (fonctionne au-dessus de TCP/IP ou
UDP/IP)
HLR (Home Location Register)
Base de données dans laquelle sont enregistrés les profils des abonnés ainsi que des
informations sur leur localisation.
HPC (Handheld Personal Computer)
Ordinateur de poche
HTTP (HyperText Transfer Protocol)
Protocole de transfert de données utilisé sur Internet
IBSS (Independent Basic Service Set)
Mode point à point de wifi
IEEE 802.11
Technologie wifi
i-Mode
Réseau cellulaire Japonais
IMT 2000 (Internet Mobile Telecommunications - 2000)
Norme mondiale des services mobiles multimédias haut débit, qui prévoit une itinérance
mondiale de ses utilisateurs. Elle devrait se substituer aux systèmes existants. Elle est définie
par l'UIT.
IP (Internet Protocol)
Couche Réseau utilisée par Internet.
IP Multicast
Variante du protocole IP permettant à un utilisateur de s’abonner à un “groupe” pour
recevoir et émettre des données à un grand nombre d’utilisateurs en même temps.
IPV6 (IP version 6)
Nouvelle norme du protocole IP permettant de prendre ne compte un nombre plus
important d’adresses.
ISDN (Integrated Services Digital Network)
voir RNIS
J2ME (Java 2 Micro Edition)
Plate-forme Java destinée aux terminaux mobiles
LAN (Local Area Network)
Réseau de télécommunication privé et qui ne dépasse pas quelques kilomètres
LLC (Logical Link Control)
Protocole GPRS réalisant les fonctions de chiffrement, contrôle de flux et établissement de
lien logique entre le terminal et le SGSN
MIB (Mobile Internet for Business)
L'offre Orange de services mobiles multimédias aux entreprises.
MSC (Mobile services Switching Centre)
- 71 -
DEA 2IL
Commutateur fixe adapté au GSM.
MULTICAST
A process of sending PDU from one source to many destinations.
MVQ (Motion Vector Quantization)
Méthode développée par le Technical Research of Finland et permettant de transférer de la
vidéo compressée en streaming.
PDA (Personnal Digital Assistant)
Assistant personnel mobile, qui permet plusieurs applications informatiques (bureautique, ...).
PDN (Packet Data Network)
Désigne en réseau fonctionnant en mode paquet (par exemple Internet avec IP), et opposé à
un réseau en mode circuit.
PDP (Packet Data Protocol)
Protocole d’échange de paquets de données entre deux mêmes couches distantes.
PDU (Packet Data Unit)
Unité de données spécifiée au niveau d'une couche.
PLMN (Public Lan Mobile Network)
Réseau GSM opéré par un opérateur particulier sur un territoire.
PSTN (Public Switched Telephon Network)
PTP (Point To Point)
Terme désignant une connexion réseau directe entre deux ordinateurs, sans passer par un
serveur.
Réseau
Ensemble de ressources (logiques et physiques) reliées entre elles et capables d'échanger des
informations.
RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services)
Réseau permettant de transporter à la fois de la voix, des images, des données, à l'aide d'un
téléphone, d'un fax (exemple Numéris).
Roaming (itinérance)
Il s'agit du transfert d'une communication du réseau d'origine à un autre réseau. Le client qui
se déplace, en Europe par exemple, a la possibilité de garder le même numéro de téléphone.
Cette itinérance internationale permet aux clients de bénéficier des mêmes services en Europe
et d'être joints quelle que soit leur position.
RTC (Réseau Téléphonique Commuté)
Réseau public de télécommunications numériques permettant le transport de la voix ou de
données.
SGSN (Serving GPRS Support Node)
Serveur d'accès au service GPRS
SIM (Subscriber Identification Module)
Ces cartes équipent les téléphones portables GSM et permettent de stocker des informations
identifiant chaque abonné.
SIM (Subscriber Identity Module)
Carte électronique contenant toutes les informations d'abonnement.
Smartphone
Terminal mobile mélangeant les fonctionnalités d’un PDA et d’un téléphone mobile.
SMS (Short Message Service)
Service bidirectionnel de messages courts qui peuvent être échangés sur un réseau GSM.
TCP (Transmission Control Protocol)
Couche Transport utilisée par Internet (qui peut également utiliser UDP)
TDD (Time Division Duplex)
basée sur l'interface TD-CDMA basé sur le TDMA avec étalement de bande. Cette option
utilise des canaux bidirectionnels (1885-1920 MHz et 2010-2025 Mhz).
- 72 -
DEA 2IL
TDMA (Time Division Multiple Access)
Pour une même fréquence des intervalles de temps sont alloués aux utilisateurs
UDP (User Data Protocol)
Couche Transport utilisée par Internet (qui peut également utiliser TCP)
UIT (Union internationale des télécommunications)
Institution chargée de la normalisation des systèmes de télécommunication.
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
réseau de téléphonie mobile de troisième génération permettant des débits théoriques de
2Mbits/s et une connexion Internet permanente
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)
Réseau d'accès UMTS
VLR (Visitor Location Register)
Base de données locale contenant une copie du profil d'abonnés enregistré dans le HLR ainsi
que des données de localisation de l'utilisateur
VRML (Virtual Reality Markup Language)
Langage de programmation interprété permettant de développer des mondes en
3Dimensions. Ce langage est interprétable sur Internet et devrait être remplacé par le X3D.
W3C (World Wide Web Consortium)
Organisme de standardisation des protocoles liés à Internet.
WAE (Wireless Application Environment)
La couche WAE propose un environnement d'application (WAP) basé sur une combinaison
des mécanismes utilisés sur Internet et des technologies de téléphonie mobile.
WAP (Wireless Application Protocol)
Standard de téléphonie mobile qui permet d'accéder à Internet grâce à un téléphone mobile
WDP (Wireless Datagram Protocol)
La couche WDP est le protocole de la couche de transport du WAP. Le protocole WDP est
orienté datagramme (sans connexion), il est remplacé par UDP quand il est utilisé sur un
réseau IP.
WI-FI (Wireless Fidelity)
Norme 802.11, débit : 11 Mbits/s fréquence : 2,4 GHz.
WLAN (Wireless LAN)
WML (Wireless Markup Language)
Langage de programmation des pages WAP, équivalent du HTML pour Internet
WSP (Wireless Security Protocol)
La couche WSP est un protocole de couche session, dérivée du HTTP et fournit deux
services. Le premier est un service orienté connexion qui opère au-dessus de la couche WTP,
le second est un service sans connexion qui opère au dessus d'un service datagramme sécurisé
ou non.
WTP (Wireless Transaction Protocol)
La couche WTP fournit un protocole orienté transaction et adapté pour l'implémentation
dans des clients tels des terminaux mobiles. Le WTP fournit un mécanisme de transport
adapté aux terminaux dotés de ressources limitées avec des bandes passantes faibles ou
moyennes
X.25
Spécification de l'IUT définissant un protocole pour la commutation paquet destiné à être
utilisé dans les réseaux publics
- 73 -
DEA 2IL
INDEX
CSMA/CD...................................39, 70, 71
2
D
2D ................................... 42, 45, 46, 47, 70
2G ..................................................... 37, 70
3D .... 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50,
51, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 70
3G ............................... 8, 37, 42, 59, 60, 70
3GPP................................................. 33, 70
DAO ..................................................43, 71
Datagramme ............................................51
dead-reckoning..................................52, 53
DNS.........................................................71
Doom-Like ..............................................47
DSP .........................................................41
DSSS .................................................38, 71
8
E
802.11 ................................... 42, 47, 72, 74
E-City ......................................................45
EDGE ....................................16, 32, 37, 71
ElevationGrid ..........................................54
Ethernet .......................9, 38, 40, 48, 70, 71
ETSI ................................26, 33, 36, 39, 71
3
A
ACK.................................................. 39, 70
ADSL...................................................... 70
applications.... 1, 8, 9, 41, 42, 44, 45, 46, 47,
48, 49, 51, 52, 56, 58, 59
Applications...................................... 42, 60
ARM ........................................... 41, 48, 70
ARPANET.............................................. 70
F
FCC .............................................39, 45, 71
FDMA ...................................14, 23, 67, 71
FelixCad ..................................................42
FHSS ...........................................38, 39, 71
Foma........................................................71
B
Bande passante ....................................... 70
Bluetooth ................................................ 70
Broadband............................................... 70
Browser................................................... 70
BSC..................... 11, 13, 14, 15, 24, 64, 70
BSS ........................... 11, 15, 38, 65, 66, 70
BTS ..................... 11, 24, 25, 63, 64, 67, 70
G
Gateway ......................................21, 26, 71
GGSN..............................27, 28, 29, 37, 71
GPRS ....1, 8, 16, 22, 26, 27, 28, 29, 30, 31,
32, 35, 36, 37, 42, 62, 71, 72, 73
GPS .................................35, 44, 45, 60, 71
GSM ....1, 10, 11, 16, 18, 19, 22, 23, 25, 26,
27, 28, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 42,
43, 46, 47, 60, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 70,
71, 72, 73
GSN.................................26, 28, 30, 31, 71
GTP ...................................................28, 71
C
CAO................................ 42, 43, 44, 48, 70
carte graphique ....................................... 41
CDMA ... 10, 14, 16, 20, 21, 33, 36, 37, 70,
73
CeCad ..................................................... 42
Cellule..................................................... 70
chipsets 3D ............................................. 41
Christmas Rush....................................... 47
C-HTML........................................... 21, 71
circuits graphiques .................................. 41
Collision............................................ 39, 71
Cooltown .......................................... 45, 59
CRC .................................................. 40, 71
CSMA/CA ........................................ 39, 71
H
HLR...24, 27, 28, 29, 37, 64, 65, 66, 72, 73
HPC...............................................9, 41, 72
HTML .......................17, 21, 22, 49, 71, 74
I
IEEE 802.1 ..................................38, 70, 72
IEEE 802.11 ......................................38, 72
IEEE 802.3 ..............................................70
- 74 -
DEA 2IL
PDP .............................................30, 31, 72
PDU.............................................30, 31, 72
PLMN................................................28, 73
Pocket Cortona........................................41
Pocket PC .....1, 9, 41, 46, 47, 48, 49, 55, 57
PocketCad ...............................................42
PocketGL ..........................................41, 56
PSTN.................................................23, 73
PTP....................................................32, 73
IMT 2000 .......................................... 33, 72
infra-rouge. ............................................... 9
interfaces homme-machine............... 42, 58
Internet .... 1, 8, 9, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 31,
32, 33, 35, 38, 41, 42, 45, 46, 50, 51, 58,
60, 61, 70, 71, 72, 73, 74
IP 1, 16, 19, 20, 21, 26, 27, 28, 30, 31, 32,
33, 36, 37, 44, 50, 51, 59, 71, 72, 74
IP XE "IP" Multicast ............................. 72
IPAQ H3600 ........................................... 48
IPV6........................................................ 72
ISDN ........................................ 1, 22, 23, 72
R
J2ME................................................. 41, 72
Java ....................................... 22, 41, 47, 72
Réalité virtuelle .............................1, 42, 47
Réseau .....................................................73
RNIS ..............................................1, 72, 73
Roaming ..................................................73
RTC.............................................12, 26, 73
L
S
LAN ................................ 38, 39, 40, 72, 74
liaison infra-rouge..................................... 9
Lime........................................................ 45
LLC....................................... 28, 39, 70, 72
Schéma UML ..........................................75
SeaBattleCE ............................................46
SGSN ..................27, 28, 30, 37, 71, 72, 73
SIM..............................................35, 63, 73
Simulation sportive .................................46
Simulations aériennes .............................47
simulations de courses automobiles........46
Simulations de courses automobiles .......46
SMS.......................................20, 35, 63, 73
Sockets ..............................................50, 51
StrongARM.............................................49
Superscape ..............................................47
Swerve I3d ..............................................47
système d’exploitation ......................11, 49
J
M
MIB......................................................... 72
Microsoft Embedded C++ ...................... 41
MKK....................................................... 39
MNT ................................................. 53, 54
MSC. 12, 13, 14, 24, 27, 28, 30, 37, 64, 65,
66, 72
Multicast ..................................... 51, 57, 72
MULTICAST ......................................... 72
MVQ................................................. 43, 72
T
N
Navigateur .............................................. 70
Norme 802.11 ......................................... 74
norme FCC E 911 ................................... 45
notebook ................................................... 8
tablettes graphiques...................................8
TCP .........19, 21, 26, 28, 44, 50, 59, 71, 73
TCP/IP.................19, 21, 26, 44, 50, 59, 71
TDD ..................................................37, 73
TDMA.......................10, 14, 22, 23, 67, 73
O
U
OMAP..................................................... 41
OpenGL .................................................. 47
UDP.................................20, 28, 71, 73, 74
UIT ..............................................33, 72, 73
UMTS .1, 16, 22, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 42,
45, 47, 59, 60, 62, 70, 71, 73
UTRAN.......................................36, 37, 73
P
pagers........................................................ 8
Palm .......................................... 8, 9, 41, 49
Passerelle ................................................ 71
PDA 8, 9, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 50,
56, 59, 60, 70, 72, 73
PDN .................................................. 27, 72
V
vidéo......................................42, 43, 44, 51
Visual Basic ......................................41, 49
VLR...............24, 27, 28, 37, 64, 65, 66, 73
- 75 -
DEA 2IL
WI-FI.......................................................74
WLAN.........................................38, 39, 74
WML...............................16, 17, 18, 22, 74
WSP ............................................18, 19, 74
WTP ................................17, 18, 19, 20, 74
VRML........... 41, 49, 53, 54, 55, 56, 59, 74
VTT .................................................. 43, 44
W
W3C........................................................ 74
WAE ................................................. 19, 74
WAP .. 9, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 32, 62,
74
WDP ................................................. 20, 74
Web Présence ......................................... 45
Wifi.................................................... 38, 71
X
X.25.........................................................74
XML........................................................22
XVQ ..................................................43, 44
- 76 -

INTERNET MOBILE ET REALITE VIRTUELLE par Eric PERDIGAU

Transcription

Documents pareils

L es réseaux GSM , 3G, UM TS, 4G, GPRS. L a

Internet Mobile - Tunisie Telecom

modem gsm/gprs

Lire le communiqué

Internet et mobilité

Téléchargez la Fiche Produit

FORMATION EN RADIO CELLULAIRE : UMTS

jrs 17 - Exercice 1 Cours 17 - Exercice 3

Fiche technique Passerelle GSM

marrakechbikeation /amanjena / 3 facons / présentation Quelque