Enhanced Data Rates for Global Evolution

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Enhanced Data Rates for Global Evolution

Enhanced Data Rates for GSM Evolution

Générations et normes
de téléphonie mobile
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3,5G
3,75G
4G

Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE acronyme anglais de tranchant (d'une lame)) est une norme de tĂ©lĂ©phonie mobile, une Ă©volution du GSM. Elle se rĂ©vĂšle d'une part ĂȘtre un excellent complĂ©ment de l'UMTS pour les opĂ©rateurs disposant d'un tel rĂ©seau notamment pour offrir les mĂȘmes services Ă  haut dĂ©bit Ă  davantage d'utilisateurs en zone rurale ou zone suburbaine non dense qu'Ă  ceux en zone urbaine, et, d'autre part, ĂȘtre la prĂ©paration et l'amĂ©lioration de l'offre de services en vue du lancement d'un rĂ©seau 3G qui est malgrĂ© tout une condition sine qua non pour les utilisateurs en zone urbaine dense.

Sommaire

Contexte

Applications recherchées

La course Ă  l’innovation est permanente, il faut que chacun des opĂ©rateurs offre des contenus toujours plus nombreux et toujours plus variĂ©s. La condition sine qua non au dĂ©veloppement d’applications telles la vidĂ©o est l’augmentation des dĂ©bits. Le GSM, 2e gĂ©nĂ©ration de mobiles, est dĂ©passĂ©. La solution dont le grand public a entendu parler ces derniĂšres annĂ©es n’est autre que l’UMTS (dit 3e gĂ©nĂ©ration ou 3G). Mais, si elle est la rĂ©ponse technologique aux besoins des opĂ©rateurs elle possĂšde un inconvĂ©nient majeur : son coĂ»t. Le coĂ»t de l’UMTS pour chaque opĂ©rateur sur le territoire français est aujourd’hui de 100 millions d’euros pour la licence et de 8 milliards pour l’infrastructure. MĂȘme si le prix initial (de 5 milliards par licence) fut considĂ©rablement rĂ©duit, il n’en reste pas moins que la 3G est trop chĂšre. C’est pourquoi les opĂ©rateurs cherchent des alternatives moins coĂ»teuses et l’une d’entre elles est l’EDGE, qui est prĂ©sentĂ© comme la gĂ©nĂ©ration 2,75. Les applications multimĂ©dias telles que la transmission de photos, de sons et de vidĂ©os sont recherchĂ©es. EDGE est vu par certains opĂ©rateurs comme une alternative (Bouygues Telecom) ou un complĂ©ment pour tous (Orange France) ou pour les entreprises uniquement (SFR) Ă  l'UMTS. La norme UMTS impose en effet de dĂ©ployer un nouveau rĂ©seau physique et donc des investissements trĂšs lourds pour les opĂ©rateurs. Le standard EDGE vise Ă  optimiser la partie radio d’un rĂ©seau mobile sur la partie Data afin d’augmenter les dĂ©bits principalement en voie descendante (i.e. sur les download, les tĂ©lĂ©chargements)...

Canal de transmission, caractéristique

Le support physique de transmission est Ă©videmment aĂ©rien. La propagation des ondes est dite par trajets multiples (se propagent dans plusieurs directions) et elle subit de nombreuses rĂ©verbĂ©rations et attĂ©nuations dues Ă  l’environnement (collines, immeubles, etc.). Par ailleurs, de nombreuses ondes interfĂšrent avec le tĂ©lĂ©phone mobile de l’utilisateur.

Enfin, les utilisateurs d’un systĂšme de tĂ©lĂ©phonie mobile EDGE sont Ă  des distances variables de leur station de base, a fortiori s'ils se dĂ©placent ; ils subissent donc des dĂ©lais de propagation diffĂ©rents.

Débit nécessaire

La technologie EDGE peut thĂ©oriquement atteindre un dĂ©bit maximum de 473 kbit/s. En pratique, le dĂ©bit (maximum) a Ă©tĂ© fixĂ© au niveau du standard de la norme EDGE Ă  384 kbit/s par l’ITU (International Telecommunication Union) dans le but de respecter la norme IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000).

Le taux de transfert des donnĂ©es dĂ©pend non seulement de la modulation et du schĂ©ma de codage mais Ă©galement de la qualitĂ© du lien et du temps de propagation. La technique de mesure d’un rĂ©seau EDGE est d’analyser chaque bloc de transmission composĂ© de quatre sĂ©quences et d’en estimer la probabilitĂ© d’erreur. En cas de problĂšme, une adaptation automatique de la modulation et du schĂ©ma de codage (donc du dĂ©bit) est effectuĂ©e .

Bande de fréquences disponible

La norme EDGE aura l’avantage de pouvoir rapidement s’intĂ©grer au rĂ©seau GSM existant. En Ă©mission, un mobile EDGE - Ă  l’instar d’un GSM – Ă©mettra donc dans une bande qui s'Ă©tend de 880 Ă  915 MHz (Uplink). En rĂ©ception, la bande sera 925 Ă  960 MHz (Downlink). Ainsi, pour une communication, il y aura 45 MHz de sĂ©paration entre le canal d’émission et le canal de rĂ©ception (Duplex separation).

Ces bandes de frĂ©quences sont divisĂ©es en portions de 200 kHz (RF carrier spacing) chacune; ce sont les canaux de transmission. Il y en a donc au total 175 qui sont rĂ©partis entre les opĂ©rateurs. Chaque canal peut accueillir jusqu’à 8 transmissions simultanĂ©es en temps partagĂ©.

Type de transmission

Modulation

Modulation 8-PSK

Pour pouvoir assurer un plus grand dĂ©bit qu’avec le GPRS la mĂ©thode de modulation EDGE rĂ©utilise structure, largeur et codage du canal ainsi que mĂ©canismes existants et fonctionnalitĂ©s du GPRS.

La modulation utilisée pour la technologie EDGE est la modulation 8-PSK (Phase-shift keying). Dans cette méthode de modulation, 3 bits consécutifs sont représentés dans 1 symbole. Chaque symbole est situé à égale distance sur le cercle complexe.

Ainsi, le nombre de symboles transmis dans une certaine pĂ©riode est le mĂȘme que pour le GPRS mais cette fois, chaque symbole transmis contient 3 bits donc le dĂ©bit est accru.

Cependant, la contrepartie est que la distance entre symbole est moindre qu’avec le GPRS. Le risque d’interfĂ©rence inter-symbole s'en trouve accru. Si les conditions de rĂ©ception sont bonnes, cela ne pose pas de problĂšmes mais dans le cas contraire, il y aura des erreurs. Des bits supplĂ©mentaires seront utilisĂ©s pour ajouter plus de codes de corrections d’erreurs afin de recouvrer les donnĂ©es.

Codage

La technologie GPRS possĂšde 4 schĂ©mas de codages (CS1 Ă  CS4) tandis qu’avec la technologie EDGE 9 schĂ©mas sont possibles dĂ©signĂ©s MCS1 Ă  MCS9.

Par ailleurs, les 4 premiers schémas de modulations utilisent la modulation GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) alors que les 5 derniers utilisent la modulation 8-PSK. Le débit est trÚs différent selon le schéma de codage.

Par exemple, avec un schĂ©ma CS4 en GPRS, la vitesse maximale est de 20 kbit/s ; avec un schĂ©ma MCS9 en technologie EDGE, elle passe Ă  59,2 kbit/s soit 3 fois la vitesse potentielle d’un rĂ©seau GPRS et ce sur un seul canal.

Notons par ailleurs que – Ă  l’instar d’un rĂ©seau GPRS – le rĂ©seau EDGE a la possibilitĂ© d’utiliser plusieurs canaux simultanĂ©ment, offrant ainsi une plus grande bande passante Ă  l’utilisateur.

AccĂšs multiple

L’EDGE utilise aussi l’AccĂšs Multiple Ă  RĂ©partition dans le Temps (AMRT) ; il s’agit d’un multiplexage temporel.

Tous les utilisateurs utilisent la bande passante mais un espace temporel est affectĂ© Ă  chacun. Ainsi, l’AMRT consiste Ă  diviser le temps, en petits intervalles, et Ă  attribuer un intervalle de temps donnĂ© Ă  chaque canal. Notons qu’un intervalle de sĂ©curitĂ© doit ĂȘtre intĂ©grĂ© entre chaque canal.

Applications et services

Déploiement, services actuels ou prévisions

La question du dĂ©ploiement du rĂ©seau est indissociable de celle de l’UMTS car il constitue une alternative Ă  la 3G.

En France, l’UMTS ne fait pas l’unanimitĂ©. Peu convaincu par les premiers terminaux compatibles, les Ă©carts peu importants entre les dĂ©bits de l'UMTS premiĂšre gĂ©nĂ©ration et ceux de EDGE et certainement Ă©chaudĂ© par le prix de la mise en place du rĂ©seau, l’opĂ©rateur Bouygues Telecom privilĂ©gie, pour l’instant, la mise en place d’un rĂ©seau EDGE pour dĂ©velopper ses services I-Mode.

Les terminaux compatibles EDGE, dĂ©jĂ  trĂšs rĂ©pandus sur le marchĂ©, prĂ©sentent Ă©galement l’avantage d’ĂȘtre beaucoup moins chers et plus autonomes que leurs concurrents UMTS. L’EDGE fait aussi partie de la stratĂ©gie de Orange, comme complĂ©ment de son rĂ©seau UMTS. DĂ©ployĂ©e sur l’ensemble du territoire Ă  partir de 2005 (mĂȘme dans les zones couvertes par l’UMTS), cette technologie sera prĂ©sentĂ©e aux clients de l'opĂ©rateur comme une alternative moins onĂ©reuse Ă  l’UMTS, et un moyen d’avoir accĂšs Ă  du « presque Â» haut dĂ©bit mobile y compris dans les zones rurales. De son cĂŽtĂ©, SFR, qui a choisi l’option UMTS, devrait aussi entamer une mise Ă  jour de son rĂ©seau GPRS vers l’EDGE, mais ne met en avant cette solution que pour les endroits Ă  trĂšs faible densitĂ© de population. Ainsi, dans l’avenir, nous pourrions imaginer un rĂ©seau UMTS (et EDGE) pour les zones urbaines et pĂ©riurbaines et un rĂ©seau EDGE seul pour les zones rurales. À moins que l’ARCEP ne se mĂȘle de l’affaire : l’autoritĂ© de rĂ©gulation des communications Ă©lectroniques et des postes a en effet imposĂ© aux deux premiers opĂ©rateurs français ayant acquis une licence UMTS en 2000 (SFR, Orange) de s’engager Ă  couvrir 58% de la population française d’ici Ă  la fin 2005 et prĂšs de 90% Ă  l’horizon 2009/2010. Plus rĂ©cemment, l'ARCEP s'est Ă©galement penchĂ©e sur le cas de Bouygues Telecom, qui avait acquis sa licence UMTS un peu plus tard, en 2002: le troisiĂšme opĂ©rateur français n'aurait en effet pas respectĂ© son engagement de couvrir 20% de la population de la mĂ©tropole en 3G fin avril 2007.

Conclusions

L’EDGE est aujourd’hui une alternative Ă  l’UMTS trop chĂšre. Si cette norme perçait, elle pourrait devenir une solution de remplacement pour les gens les moins fortunĂ©s et souhaitant accĂ©der Ă  du contenu multimĂ©dia (limitĂ© par rapport Ă  l’UMTS) ou alors pour ceux habitant des zones de densitĂ© de population trĂšs faible.

Technologie EDGE :

Points forts Points faibles
Débit trÚs supérieur au GSM Débit inférieur à l'UMTS
Moins cher que l’UMTS Exige de nouveaux combinĂ©s

L’UMTS n’en est qu’à ses dĂ©buts et que les dĂ©bits peuvent s’accroĂźtre fortement, Ă  l’image de ce qui s’est fait entre le GSM et EDGE. Si le consommateur moyen n’éprouve pas le besoin de nouveaux services (nĂ©cessitant un dĂ©bit accru et donc de nouvelles normes), telle ou telle technologie ne percera pas. Reste les professionnels, pour qui le dĂ©bit peut ĂȘtre crucial mais les retombĂ©es en termes de bĂ©nĂ©fices comparĂ©es aux investissements risquent encore longtemps de rester un frein.

L'Edge présente l'avantage de pouvoir utiliser les infrastructures déjà déployées contrairement à l'UMTS [1].

Références

Ce document provient de « Enhanced Data Rates for GSM Evolution ».

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Enhanced Data Rates for Global Evolution de Wikipédia en français (auteurs)

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