Son (probable) fonctionnementTS 23.122 : NAS functions related to MS Idle modeTS 25.304 : UE in Idle mode proceduresVocabulaire - PLMN = réseau mobile terrestre public
- hPLMN = le PLMN auquel appartient la carte SIM, dans notre cas le réseau d'accès Free Mobile
- vPLMN = un PLMN que l'on peut utiliser en itinérance, dans notre cas le réseau d'accès Orange
- LA = zone de localisation pour la voix, un groupe de NodeB contigu sur lequelle seront émis les messages de paging voix
- TA = zone de localisation pour les données, un groupe de NodeB contigu sur lequelle seront émis les messages de paging données.
Principes de fonctionnementLes mécanismes d'itinérance sont normalisés en 2G, en 3G, en 4G. Ils reposent tous et décrivent tous les mêmes principes à quelques détails près. Ici, je vais me contenter de décrire ce qu'il se passe pour un mobile présentement attaché au réseau 3G.
Les mécanismes d'itinérance (national ou international) permettent d'interconnecter deux réseaux mobiles qui n'ont aucune connaissance intime de l'architecture de l'un comme de l'autre. En d'autres mots, les 2 réseaux d'accès doivent être vu comme totalement hermétique. Un NodeB Free Mobile connait les NodeBs voisins Free Mobile (et leurs cellules), un NodeB Orange connait les NodeBs Orange voisins (et leurs cellules), mais ils n'ont aucune connaissance des NodeB voisins de l'autre réseau (et donc de leurs cellules respectives).
Par exemple, en cas de mobilité, jamais il n'y a de procédure de handover "standard" (gėré au niveau accès) entre le réseau FM et le réseau Orange, le seul mécanisme possible est un handover inter-plmn (géré au niveau du coeur de réseau).
En mode IdleLe mode Idle est l'état le plus courant de votre mobile. Il est atteint dès que vous allumez votre mobile et qu'il s'attache avec succès à un PLMN (
oh miracle vous voyez apparaitre un niveau de signal et le nom de votre opérateur sur votre smartphone). Dans cet état, le mobile n'est pas connu par le réseau d'accès, mais est juste connu par le core network. On dit qu'il campe sur une cellule.
Dans ce mode, le mobile peut :
a) lire les informations systèmes qui sont diffusées par la cellule. Les informations systèmes contiennent tous les paramètres nécessaire au mobile pour qu'il puisse accéder au PLMN.
b) initier un appel voix et data et passer dans l'état
c) recevoir un appel (voix ou data). Pour cela, le PLMN sachant où se trouve le mobile, envoie un message dit de paging dans zone de localisation. Cela a pour conséquence de "réveiller" le mobile et il initie automatiquement un appel (voix ou data) par la même procédure que b) a call for the MS.
d) lire des informations multi-diffusées autres que les informations systèmes.
Si le mobile ne trouve aucune cellule sur laquelle camper, il entre dans un état dit Service Limited. Nous verrons plus après ce qu'il se passe dans cet état.
Les principales tâches du mobile en mode Idle sont :
a) la sélection du PLMN
b) la sélection et resélection d'une cellule sur laquelle camper
c) la mise à jour de sa localisation en envoyant sa nouvelle LA ou TA au cœur de réseau.
- La sélection du PLMN, et l'itinéranceLe mobile généralement opère sur son hPLMN. Si le mobile perd la couverture de celui-ci, alors il y a itinérance :
+ soit le mobile est configuré en mode automatique et le VPLMN de plus haute priorité est sélectionné
+ soit le mobile est en mode manuel et le vPLMN devra être choisi manuellement par l'opérateur.
Si le mobile campe sur une cellule du vPLMN, le mobile doit tenter périodiquement d'accéder à son hPLMN. Dans ce but, une valeur T minutes peut être stockée dans la SIM (fourchette de 6 à 8 heures par pas de 6 minutes). Si aucune valeur n'est définie dans la SIM, la valeur par défaut pour ce mécanisme est de 60 minutes.
Il semble également exister une autre procédure de mise à jour de cette valeur pour des mobiles supportant une configuration directe par le coeur de réseau (MinimumPeriodicSearchTimer).Selon les rapports d'utilisateurs, il semble que la valeur utilisée par Free Mobile soit de 30 minutes.
- La sélection et resélection d'une celluleCe mécanisme permet de camper sur la cellule offrant la meilleure cellule suivant certains critères. Périodiquement, le mobile évalue la cellule sur laquelle il campe et les cellules voisines 3G, 2G et 4G suivant les capacités de celui-ci. Un mobile 3G ne peut évaluer des cellules 4G, un mobile 4G mais configuré en 2G/3G only non plus.
Globalement, cela se déroule ainsi :
Si le niveau S de la cellule courante est supérieur à un seuil S1, alors le mobile ne fait rien.
Sinon, le mobile mesure les voisines de la même bande de fréquence.
Si une cellule voisine est meilleure que la cellule courante le mobile la sélectionne et campe sur cette nouvelle cellule.
Si le niveau S est supérieur à un seuil S2, on ne fait rien
Sinon le mobile mesure les voisines dans la même technologie, mais pour une autre fréquence.
Si une cellule voisine est meilleure que la cellule courante le mobile la sélectionne et campe sur cette nouvelle cellule. La nouvelle fréquence devient alors la fréquence de recherche primaire dans le processus de resélection.
Si le niveau S est supérieur à un seuil S3, on ne fait rien
Sinon le mobile mesure les voisines dans une autre technologie (4G par exemple, si elle est plus prioritaire que la 2G).
Si une cellule voisine est meilleure que la cellule courante le mobile la sélectionne et campe sur cette nouvelle cellule. La nouvelle technologie et la fréquence devient alors la technologie et la frequence de recherche primaire dans le processus de resélection.
Etc...
Ce processus de resélection peut être modifié afin de favoriser la resélection de cellules dans une techno donnée ou dans une bande de fréquence donnée. C'est à l'opérateur de faire les bons choix en fonction de son réseau (les diverses techno et couches radio dont il dispose) et de ce qu'il veut obtenir.
- La mise à jour de sa localisationElle se fait dans 2 cas précis.
a) Lors du premier accès au réseau, la localisation (LA et TA) est donnée au coeur de réseau via un message.
Le mobile mémorise sa localisation.
Le mobile change de cellule lors d'une procédure de resélection, il compare la nouvelle valeur de localisation avec l'ancienne. Si celle-ci a changé, elle est mise à jour comme ci-dessus.
b) le mobile implèmente des timers de garde pour la localisation du mobile (TA et LA). La valeur de ces timers est comprise entre 1 et 255 (pas de 1 heure). Si le timer de TA expire ou le timer de LA expire, alors un message est envoyé au coeur de réseau, qu'il y ait changement ou non de la valeur de localisation.
Si la mise à jour de localisation échoue, suivant certaines causes, le mobile passera alors en état Service Limited.
En mode Service LimitedIl y a de nombreuses situations dans laquelle un mobile n'est pas capable d'obtenir un service normal d'un PLMN, les principales sont :
a) Echec pour trouver une cellule correcte (avec un bon niveau de signal) pour le PLMN courant
b) Pas de SIM dans le mobile
c) Le mobile reçoit un message "PLMN non autorisé" lorsqu'il tente de mettre à jour sa localisation.
Si le mobile est configuré en mode de recherche automatique, alors une procédure de sélection de son hPLMN est de nouveau déclenchée (
oh ....j'ai perdu le réseau style petit croix rouge sous Android et il revient au bout de plusieurs secondes, voir dizaine de secondes)
Si aucune cellule ne convient alors, le mobile tente de camper sur la meilleure cellule sans tenir compte cette fois-ci d'un PLMN afin de pouvoir au moins passer des appels d'urgence. Puis tentera à intervalle régulier de camper de nouveau sur une cellule du hPLMN ou vPLMN.
En mode ConnectedLe mode connecté est l'état de votre mobile quand celui-ci trafique (voix ou données).
Dans ce mode, le réseau d'accès gère principalement la mobilité sur le PLMN courant. Comme il n'a pas connaissance des cellules voisines de l'autre réseau, tant que le traffic est maintenu, il restera sur le même PLMN passant de cellule en cellule par les procédures de handover classique, tant qu'il ne perd pas la couverture.
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selection et reselection de celluleLa procédure est identique à celle du mode Idle.
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mise à jour de sa localisationLes changements de localisation doivent être envoyés au coeur de réseau. En cas de rejet par celui-ci, suivant certaines causes, alors le mobile va passer dans le mode Service Limited.