On vient de voir comment transmettre de l'information par radio entre deux points. La question qui se pose maintenant, c'est comment partager ce canal entre plusieurs utilisateurs. La radio, c'est un peu comme la parole dans une salle de réunion. Si tout le monde parle en même temps, personne ne comprend rien. En radio, c'est exactement la même chose, si plusieurs équipements émettent simultanément, ça peut donner lieu à des brouillages. Dans cette vidéo, on va voir comment LTE fait pour partager de la ressource entre différents utilisateurs. Ce qu'il faut comprendre, c'est que l'allocation des ressources doit être dynamique. Effectivement, l'ensemble des utilisateurs n'a pas besoin de communiquer en permanence. Et comme la ressource radio est rare et chère, il serait dommage de la gaspiller. On va donc préférer allouer de la ressource aux utilisateurs uniquement quand ils en ont besoin. Comme tout système radio, LTE utilise une bande de fréquences, c'est-à -dire une plage de spectres qui s'étend entre une fréquence Min est une fréquence Max. Il faut savoir que LTE peut fonctionner à différentes fréquences et sur différentes largeurs de bandes. En LTE, les largeurs de bandes varient entre 1,4 et 20 Mégahertz. Pour partager cette ressource spectrale, LTE va la découper en sous fréquences qui vont pouvoir être allouées à différents utilisateurs. Et régulièrement, LTE va réallouer ces fréquences aux utilisateurs en fonction de l'évolution des besoins. LTE partage donc la ressource à la fois en fréquence et dans le temps. Pour expliquer comment se passe ce découpage, on va partir du plus petit au plus grand. L'élément de base en LTE est-ce qu'on appelle un élément de ressource ou Ressource Element en Anglais. C'est quelque chose qui est capable de transporter un symbole. Ça dure 66 microsecondes et ça occupe 15 Kilohertz dans l'espace fréquentiel. Comme c'est petit, ça va être compliqué d'allouer ces ressources de façon unitaire. On les regroupe donc dans ce qu'on appelle des blocs de ressource. En anglais, on dit resource blocks et dans la littérature, ça s'abrège en RB. Un bloc de ressource dure 1 demi-milliseconde, soit 7 symboles et ça regroupe 12 sous porteuses. Un ressource block comporte donc 7 fois 12 égale 84 Resource Elements. Comme on a 12 sous porteuses de 15 kilohertz, un bloc de ressource occupe 180 kilohertz. On a vu que LTE peut fonctionner sur différentes largeurs de bandes qui varient entre 1,4 et 20 Mégahertz. Donc si on a 1,4 Mégahertz, on aura 6 resource blocks. Si on a 20 Mégahertz de largeur de bande, on aura jusqu'à 100 ressource blocks. LTE alloue les blocs de ressources aux différents utilisateurs par paires consécutives. Une paire de resource block dure donc 1 milliseconde. À chaque milliseconde, LTE va ré allouer les resource blocks aux différents utilisateurs qui en ont besoin. Ça forme de ce que l'on appelle une sous-trame. C'est important de retenir cet ordre de grandeur de 1 milliseconde parce que c'est en quelque sorte la pulsation cardiaque de LTE et tous les mécanismes d'allocation qu'on va voir vont être basés sur cette base de temps ou sur un de ses multiples. Si on résume ce qu'on vient de dire, on découpe la bande qui nous est allouée en resource blocks de 180 kilohertz chacun et on va les allouer toutes les millisecondes par paire. Par exemple, ici j'ai alloué cette paire de resource blocks au mobile jaune. Le motif formé toutes les millisecondes par l'ensemble des resource blocks s'appelle une sous trame. Chaque ressource block contient 84 resource elements ou éléments de ressource qui véhiculent chacun un symbole. Il y a une petite subtilité, c'est qu'au sein de chaque bloc de ressource, certains éléments de ressource sont réservés à un usage particulier. Sur cette figure, on les a fait apparaître en couleurs. Ici, il y en a en violet, en rouge. Ces éléments ressource sont utilisés pour les besoins internes de LTE. On reviendra plus tard sur leur utilité. Pour l'instant, on retient que seuls les éléments de ressource en blanc peuvent être utilisés pour transmettre des messages. Heureusement, c'est quand même les plus nombreux, ça veut dire qu'on consacre assez peu d'éléments de ressource à nos besoins de signalisation, ce qui fait qu'on garde quand même un rendement acceptable. Quand les équipements ont des données à transmettre, ils les décomposent dans ce qu'on appelle des blocs de transport. Chaque bloc de transport doit être transmis sur une seule sous trame. La taille des blocs dépend du nombre de ressource blocs qui ont été alloués sur la sous-trame pour cette transmission-là . Elle dépend également de la modulation employée, ou plus exactement du MCS. En effet, il est évident que si l'on a une modulation rapide, on pourra transmettre plus d'informations que si on a une modulation plus lente. On verra dans une prochaine leçon que c'est l'eNode B qui définit la taille des blocs de transport que chaque équipement peut transmettre ou recevoir. Ce tableau donne la taille des blocs de transport en bits en fonction de la modulation courante et du nombre de resource blocs dont on dispose. Ça peut sembler compliqué, mais on va juste faire quelques observations. On reviendra dessus lors des exercices. La première remarque qu'on peut formuler, c'est qu'on a vu qu'une paire de ressource block dure 1 milliseconde, on peut donc assez directement transposer la taille indiquée dans ce tableau en débit. En effet, comme il y a 1000 millisecondes dans une seconde, il suffit de multiplier la taille par 1000 pour obtenir le débit en bits par seconde. Si on fait ça, on voit par exemple que le débit instantané maximum que l'on peut avoir en LTE est d'environ 75 Mégabits. Ça tombe bien, c'est ce qu'annonce la norme pour la version de base de LTE. Deuxième remarque, on voit que la taille des blocs de transport varie quand même dans de grandes proportions. On voit en effet sur le tableau qu'elle peut aller de 16 bits à un peu plus de 75 kilobits, comme on l'a dit. Enfin dernière remarque, certaines valeurs de taille de blocs de transport se retrouvent dans plusieurs cases. C'est le cas par exemple de cette valeur 256 qu'on a coloriée vert. Et cette propriété est particulièrement intéressante parce que si la modulation évolue alors qu'on a déjà constitué notre bloc de transport, on va pouvoir le conserver. Par exemple, si j'avais constitué un bloc de 256 bits que je pensais envoyer avec un MCS de 8, je pensais utiliser deux resource blocks pour ça. Si les conditions se dégradent et que je dois maintenant utiliser une modulation de type 4, je vais pouvoir conserver le même bloc de transport de 256 bits, simplement je vais utiliser 4 paires de resource blocks pour le transmettre au lieu de 2 précédemment. On va maintenant essayer de synthétiser tout ce qu'on a vu depuis le début. Ce schéma nous montre une vue globale de la chaîne de transmission. Il est volontairement simplifié pour ne garder que les étapes essentielles. On remplit tout d'abord un bloc de transport de la taille qui nous a été allouée. On n'en a pas encore parlé, mais on y ajoute un Code de Redondance Cyclique, ou CRC, qui va permettre de vérifier à la réception si les données reçues sont correctes. Ce paquet passe ensuite par l'étape de codage qui va ajouter de la redondance pour permettre la correction de certaines erreurs de transmission à la réception. Ce flux de bits est ensuite modulé par une modulation numérique qui va produire des symboles qui vont être insérés au sein d'une sous trame de 1 milliseconde sur les ressource elements en blanc dans les différents resource blocks qui ont été alloués. Ici, on a alloué trois resource blocks. Ce processus se répète toutes les millisecondes. En résumé, LTE partage la ressource dans le temps et en fréquence. L'élément de base est le ressource element, il transporte un symbole. Pour faciliter l'allocation, on a défini des blocs de ressource qui contiennent 84 éléments de ressource. Les équipements préparent des blocs de transport qui seront émis en 1 milliseconde sur une ou plusieurs paires de resource blocks. La taille de ces blocs est variable, elle dépend du nombre de ressource blocks qui ont été allouées à cette transmission et du débit autorisé par les conditions de propagation. Dans la prochaine vidéo, on verra comment les ressources sont distribuées entre les différents utilisateurs.
