Description et paramètres du système simulé

Nous nous proposons ici de présenter les paramètres de simulation par défaut qui ont été choisis. Les simulations qui sont étudiées par la suite dérivent tous de ce modèle de ré- férence.

5.5.1. Configuration du réseau

Nous considérerons un réseau à deux cellules. Ces deux cellules pourront être reliées au

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même BSC ou à des BSC différents suivant le type de handover étudié (intra ou inter- BSC). Le délai de propagation des données entre les différents équipements est donné dans le tableau 5.5.1.1. A ce temps de transfert, il faut ajouter le temps d'émission des données. Celui ci dépend du débit des différentes interfaces (lui aussi rappelé dans le ta- bleau 5.5.1.1).

Interface Temps Transfert Débit

Serveur  GGSN 50 ms 500 kbits/s

GGSN  SGSN 75 ms 500 kbits/s

SGSN _{ BSC (1 seul BSC)} 100 ms 500 kbits/s

SGSN  BSC (2 BSC) 100 ms 300 kbits/s

Tableau 5.5.1.1. Temps de transfert des données sur les différentes interfaces

La trajectoire du mobile au cours de la simulation suit la schématique décrite sur la fi- gure 5.5.1.1.

Le mobile commence par s'inscrire dans la cellule A en effectuant une procédure d'at- tachement . Le mobile se déplace alors vers la seconde cellule. A la frontière des deux cellules _{ , le transfert inter-cellulaire est décidé et la procédure de basculement débute.} Au point _{, la procédure de basculement est terminée, la communication est rétablie. A} l'étape , le mobile et le serveur cessent de générer du trafic, le mobile continu alors de transmettre les données restantes. A l'étape , le mobile quitte le réseau après avoir ef- fectué une procédure de détachement.

Typiquement, dans le réseau considéré, le mobile reste entre 60 et 90 secondes dans la cellule A puis bascule dans la cellule B. Le générateur stoppe alors au bout de 1 minute et 30 secondes. Le mobile se détache ensuite au bout de 5 minutes (sauf s'il n'a pas tota- lement terminé la transmission de ses données).

La première cellule GPRS est configurée avec 4 slots dédiés au trafic de données GPRS et la seconde avec 6 slots. L'interface Abis possède 10 canaux à 16 kbits. Chaque BTS possède un buffer dont la capacité est de 20 blocs RLC en voie montante, et autant en voie descendante.

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Chapitre II : Handover pour le Transport de Données dans les Réseaux E-GPRS

5.5.2. Gestion des utilisateurs

On considère deux profils d'utilisateurs. Ils ont tous deux une capacité multislot « 4+1 » : ils peuvent recevoir sur 4 slots et émettre sur 1 slot. Ces deux profils n'utilisent cependant pas le même schéma de codage. Le premier groupe d'utilisateurs utilise un schéma de codage offrant un débit de 13kbits/s (comme MCS-2) et le second groupe, un schéma de codage offrant un débit de 20kbits/s. On considère un taux d'arrivé de un mo- bile par minute pour chacun de ces deux groupes. Par ailleurs, pour éviter la surcharge du réseau, on limite à 20 le nombre de mobiles dans le réseau.

La condition d'arrêt du simulateur repose sur le nombre de mobiles que l'on accueille dans le réseau (sachant que chaque mobile effectue un handover). Quand on a atteint le nombre de mobiles introduit dans le réseau – 10000 par groupe - on stoppe le générateur de mobiles. Une fois que tous les mobiles se sont détachés, la simulation se termine.

5.5.3. Taille des données

Dans la configuration par défaut, les trames sont acquittées au niveau TCP/IP, non acquittées au niveaux LLC (S-LLC ou R-LLC), acquittés au niveau RLC. La taille utile des paquets et de leurs en-têtes sont fournis dans le tableau 5.5.3.1.

Type de Données Champ de données utile Taille de l'en-tête

Paquet TCP/IP ou UDP/IP 11500 bits au maximum 40 bits

Trame S-LLC Taille paquet IP 40 bits

Trame R-LLC Taille trame S-LLC 40 bits

Bloc RLC Dépend du schéma de codage 40 bits

Tableau 5.5.3.1. Taille des trames de données

La taille maximale du champ de données utile d'un bloc RLC est calculée suivant la for- mule :

Taille Bloc RLC=Débit Codage (bits/s)×20ms

1000 −Taille de l'En-Tête

La taille des trames d'acquittement est égale à la taille de leurs en-têtes. La taille des messages de contrôles (qui sont utilisés dans le cadre des différentes procédures) dépend de l'interface sur lequel il est transmis : 120 bits sur l'interface Radio/Abis, 300 bits sur l'interface Gb (entre le BSC et le GGSN), 800 bits sur l'interface Gn et dans le réseau

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internet (entre le SGSN, le GGSN et le serveur web).

5.5.4. Générateurs de trafics

Trois types de générateurs de données ont été utilisés : un générateur dit « persistant », un générateur de trafic de type HTTP et un générateur à flux continu. Sauf indication contraire, c'est le générateur de trafic persistant qui est utilisé dans la plupart des simula- tions.

Générateur de trafic « HTTP »

Le générateur de trafic HTTP est décrit dans [ETSI TR 101 112]. Ce modèle, assez complexe, a été défini dans le cadre des études qui ont été menées en vue de la normali- sation de l'UMTS. Ce modèle n'est pas basé sur des mesures réelles et les résultats qu'il produit sont difficiles à étudier de manière analytique [Klem01].

Ce modèle vise à reproduire le comportement d'un utilisateur sur un réseau mobile. L'u- tilisateur ouvre et ferme des session. Au cours de sa session, l'utilisateur va consulter des pages HTML (ou WAP). L'affichage de ces pages requiert le téléchargement des contenus multimédia qu'elles contiennent : images, frames, feuilles de style, musiques, vidéos... Le profil de trafic obtenu ressemble alors à celui de la figure 5.5.4.1.

Les sessions arrivent dans le système en suivant un processus de Poisson. Le nombre de pages appelées au cours d'une session, le temps qui s'écoule entre deux appels de pages (ou temps de consultation de la page), le nombre d'objets par page et le temps qui s'é- coule entre deux appels d'objets suivent une loi géométrique. Enfin, la taille des objets d'une page suit une loi de Pareto tronquée. Les paramètres de ces lois, tels qu'ils sont dé- finis dans [ETSI TR 101 112], sont rappelés dans le tableau 5.5.4.1.

Les paramètres de la loi de Pareto tronquée (ou Cut Off) conduisent à une taille moyenne des paquets de 480 octets. Les paramètres que l'on peut faire varier sont le temps d'inter-arrivé des sessions et le temps qui sépare deux chargements d'objets.

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Paramètres Loi Valeurs

Temps entre deux sessions Exponentielle Non précisé

Nombre de pages chargées par session Géométrique Valeur moyenne = 5 Temps de consultation d'une page Géométrique Valeur moyenne = 412s Nombre d'objets par page Géométrique Valeur Moyenne = 25 Temps entre deux chargements d'objets Géométrique Valeur Moyenne < 1s

Taille des objets Pareto Cut-Off K=81,5 ;

α=1,1 ;

m=66 666 octets

Tableau 5.5.4.1. Paramètres du modèle de trafic HTTP

Notons Np le nombre de pages par session, Tp le temps de consultation d'une page, No le

nombre d'objets par page, To le temps qui s'écoule entre deux chargements d'objets et S

la taille d'un objet (480 octets). Exprimons Dc le débit nécessaire au chargement d'une

page et Ds le débit moyen tout au long d'une session.

D_c= NoS

 No−1To

D_S= NpNoS

 Np−1TpNp No−1To

Dc est la valeur fournie dans la norme. C'est le débit instantané au moment du charge-

ment. Cependant, le trafic Ds engendré par le mobile est bien moindre. Pour obtenir des

charges de trafic plus réalistes, il faut absolument réduire le temps de consultation d'une page. En effet, il est peu probable que quelqu'un mette 412 secondes pour analyser une page HTML, qui plus est une page WAP.

Générateur de trafic « Persistant »

Le générateur de trafic « Persistant » vise à modéliser un transfert important de données, sans contrainte de temps réel, comme cela peut être le cas lorsque l'on fait du trafic de type FTP. On considère ici une couche application qui a toujours un ensemble de don- nées (ou objet) à transmettre. La taille des objets considérés suit une loi de Pareto tron- quée de mêmes paramètres que pour le trafic HTTP (K=81,5, α=1,1, m=66 666 octets). Cette couche n'entraîne pas d'engorgement de la couche application puisque les données sont générées au fur et à mesure de leur transmission.

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Générateur de trafic à flux continu

Pour le générateur de trafic à débit constant, on génère périodiquement, à intervalle fixe, un nouvel objet. La taille de l'objet suit la même loi de Pareto tronquée que les généra- teurs précédents. Ce type de générateur vise à simuler un trafic en flux continu (Strea- ming) qui permet de modéliser, par exemple, des trafics vocaux ou du transfert de don- nées en streaming, qu'il soit vocal ou vidéo.