Thémas
HSDPA, l'EDGE de l'UMTSL’UMTS, Universal Mobile Telecommunications System, avait lors de sa création des objectifs très précis dont l’un d’eux demeurait la convergence de l’informatique, des télécommunications et de l’audiovisuel. Cet objectif semble être atteint grâce à une technique d’accès au support (ici l’air) très efficace et une meilleure efficacité spectrale qui permet l’utilisation de débits plus élevés sur une même plage de fréquence. Cependant le dernier né des réseaux mobiles européen peut faire mieux en terme de débit mais aussi en terme de service. Et dans cette optique de nouveaux protocoles comme l’UMTS HSDPA font leur entrée.
HSDPA, c’est quoi ?
High Speed Downlink Packet Access qui pourrait se traduire par “Lien Haut Débit Descendant en Mode Paquet ”, est le petit dernier de l’UMTS. Il offrirait un débit descendant de 1 Mbit/s soit 4 fois plus que son grand-frère et un débit montant de 100 Kbit/s soit 2 fois plus que l’UMTS R99 (la génération en place actuellement).
Quelles sont les améliorations techniques apportées par HSDPA ?
L’accès au support est nettement amélioré par WCDMA. WCDMA est une technique issue du CDMA « Accès Multiple par Division de Code » permettant l’allocation de la totalité de la bande des fréquences simultanément à tous les utilisateurs d’une même cellule. Un code binaire est affecté à chaque utilisateur permettant de transmettre l’information en format binaire sans interférence. Cette méthode permettant la réutilisation de la même fréquence dans les cellules adjacentes présente une faille d’auto-interférence. En effet si le nombre d’utilisateur dépasse le nombre maximal de codes attribués il y a surcharge de la cellule, ce qui affecte tous les utilisateurs. HSDPA fait mieux que R99 en affectant jusqu’à 14 codes par cellule et en attribuant de manière dynamique le canal en fonction des besoins de chaque utilisateur.
Le type de modulation a aussi changé. En effet la technique initiale de l’UMTS est la modulation QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). QPSK est utilisé depuis longtemps dans le domaine des communications et a une bonne résistance au bruit. Ce type de modulation est utilisé notamment pour la transmission de la télévision numérique par satellite. QPSK utilise 4 symboles chacun représentant une phase du signal transportant l’information soit 2 bits par symbole. HSDPA utilise lui une modulation 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation). L’avantage d’une telle modulation, réside dans le codage de l’information à la fois en phase mais aussi en amplitude. En effet avec le 16QAM, il y a 16 symboles possibles avec 4 amplitudes différentes et 4 phases différentes par amplitude. En 16QAM on utilise donc 4 bits par symbole soit deux fois plus de bits que QPSK. Cela permet d’être deux fois plus rapide.
Un nouveau mécanisme important du protocole permet une affectation plus rapide du canal. Ce mécanisme affecte aux utilisateurs les ressources de chaque canal 500 fois par seconde. De plus l’intervalle de temps entre deux paquets a aussi été réduit. En effet on passe d’un intervalle 10 ou 20 ms pour R99 à un intervalle de 2 ms pour HSDPA. Ce dernier permet aussi une adaptation plus rapide du lien radio. Là où les Nodes B (stations de base) R99 adaptent la puissance pour maintenir une qualité constante, HSDPA adapte le débit.
La gestion des paquets erronés est par ailleurs extrêmement facilitée. Jusqu’à présent R99 effectue une demande de retransmission lorsqu’un paquet arrive erroné et le supprime. Cependant les études montrent que lorsqu’il y a perte ou erreur d’un paquet, il y a des pertes ou des erreurs pour les paquets suivants. Ces dernières sont rarement sporadiques et ont tendance donc à suivre plutôt un modèle probabiliste de Gilbert, c’est à dire erreur ou perte en « rafale ». L’idée de HSDPA est par conséquent de garder les paquets erronés transportant la même information pour construire un paquet correct. Ainsi on se retrouve avec une réactivité plus forte en cas d ‘erreur et un mécanisme de correction plus proche de la réalité du terrain.
Qui proposera l’UMTS HSDPA ?
Les trois opérateurs mobiles français sont déjà en phase de préparation. Pour Orange et SFR qui ont un réseau UMTS actif, il suffira d’upgrader les Nodes B déjà en place et de continuer à étendre la couverture de l’UMTS. Pour Bouygues Telecom qui en répondant au 2ème appel d’offres en décembre 2002 s’est vu attribuer une licence UMTS, la mise en place sera un peu plus longue. Mais cela ne semble pas inquiéter le 3ème opérateur mobile qui compte sur son réseau EDGE bien établi pour combler les « trous ».
HSDPA aurait-il des concurrents ?
Le principal concurrent de l’UMTS HSDPA est CDMA2000 1xEV-DO Revision A, technologie très développée sur les continents Asiatique et Américain. Ces technologies du réseau Mobile devraient arriver sur ces marchés en 2006 présentant toutes deux des débits équivalents. Cependant CDMA2000 1xEV-DO Revision A offrirait dès sa sortie une bonne qualité de service supérieur à la QoS offerte par HSDPA. L’UMTS n’a pas dit son dernier mot et prévoit de sortir un nouveau protocole offrant un débit de 5,8 Mbit/s en upload et une QoS équivalente à celle du CDMA2000. Ce protocole se nommera HSUPA “High Speed Uplink Packet Access”.
La famille des réseaux sans fil (WiFi et WiMAX) qui n’ont pas vocation à la mobilité, pourra dans le futur devenir un concurrent non négligeable puisque les débits offerts seront bien plus conséquents que n’importe quelle technologie de réseau mobile. Pour l’instant, les tentatives de mobilité dans un réseau sans fil ne semblent pas très concluantes.
Des opérateurs comme Bouygues Telecom et même Orange ont un œil attentif sur ces technologies jusqu’alors réservées aux réseaux informatiques. La convergence Sans Fil-Mobile est probablement le futur de l’utilisateur nomade.
