Analyse, implémentation et évaluation de performance de la future méthode d'accès HSDPA

Abstract

La technologie HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) représente la première étape d’évolution de la méthode d’accès du réseau mobile de troisième génération UMTS (Universal Mobile Telecommmunications Service). Cette technologie permet d’obtenir des débits théoriques supérieurs à 10 Mbps sur le lien descendant et de supporter des services à valeur ajoutée, tels que l’accès Internet à haute vitesse, le téléchargement de fichiers audio et vidéo, la réception de programmes télévisés et la visiophonie. Ces améliorations sont rendues possibles grâce à une combinaison de propriétés qui sont à la base du HSDPA et qui consistent à adapter le codage et la modulation en fonction des conditions du canal radio (AMC : Adaptative Modulation and Coding), à effectuer des retransmissions rapides de paquets erronés (HARQ : Hybrid Automatic Repeat ReQuest) et à utiliser des méthodes d’ordonnancement intelligentes plus rapides. Même si l’introduction de ces nouvelles techniques contribue à une augmentation de la capacité du système, elle engendre toutefois une plus grande complexité dans l’évaluation de ses performances dans des conditions réelles. Dans ce contexte, nous proposons une implémentation et une évaluation de la méthode d’accès HSDPA qui prend en considération les spécifications techniques des Node B et des terminaux mobiles d’un système UMTS. Les résultats obtenus de cette implémentation, basés sur plusieurs scénarios utilisant des données géographiques réelles, montrent que le système réussit à satisfaire aux exigences des services multimédia.

High speed downlink packet access (HSDPA) is an add-on technology for W-CDMA that allows higher downlink data rates and greater base station capacity. With HSDPA, W-CDMA systems, which today are seemingly stuck at 384 kbps, will be able to shift gears and move ahead to so-called 3.5G performance with over 10 Mbps throughput on the downlink. The incorporation of HSDPA in Release 5 of the 3GPP W-CDMA specification is the most significant change on the RF side since Release 99. Advanced techniques such as adaptive modulation and coding (AMC) and hybrid automatic repeat request (HARQ) are used to modify the coding and physical layer parameters adaptively in response to the instantaneous channel quality, thus enabling gains in spectral efficiency and data rates. On the other hand, such improvements also bring a higher complexity degree in the evaluation of the radio subsystem performance. This evaluation is crucial for operators who are willing to provide value-added services with rich multimedia contents. This thesis aims at implementing and simulating a radio access network on a real geographic area using the HSDPA features. Results show that such features enable to satisfy the quality of service requirements needed to support the new data-oriented services.