Architecture et fonctionnement du réseau eHRPD

Architecture et fonctionnement du réseau eHRPD

Le réseau eHRPD (Evolved High Rate Packet Data) est une évolution du protocole HRPD utilisé dans les réseaux CDMA pour permettre une interconnexion plus fluide avec les infrastructures LTE. Il sert de pont entre les technologies 3G CDMA2000 et 4G LTE en intégrant certains composants de l’architecture EPC (Evolved Packet Core) de la 4G tout en conservant l’accès radio CDMA. Ce réseau hybride joue un rôle crucial dans les déploiements où la transition vers LTE est progressive, garantissant la continuité des services IP tout en optimisant l’expérience utilisateur.

Définition et objectif du eHRPD

Le eHRPD est défini comme une version améliorée du protocole HRPD, capable de prendre en charge l’interconnexion directe avec le cœur de réseau LTE. Contrairement à HRPD classique, eHRPD autorise un routage des paquets via des entités de l’EPC, notamment le PDN Gateway (P-GW) et le Serving Gateway (S-GW). L’objectif principal est d’assurer une mobilité transparente entre les réseaux EV-DO et LTE, en conservant des sessions IP continues sans interruption pour les services sensibles comme la voix sur IP ou le streaming vidéo.

Principaux composants du réseau eHRPD

Fonctionnement du réseau eHRPD

Le fonctionnement du réseau eHRPD repose sur l’introduction de tunnels GTP (GPRS Tunneling Protocol) entre l’équipement utilisateur (UE) et les passerelles de l’EPC. Lorsqu’un terminal se connecte via eHRPD, il établit un tunnel de données vers le P-GW, similaire à une connexion LTE. Cela permet d’utiliser les mêmes mécanismes de gestion de session, de facturation et de qualité de service (QoS).

La signalisation repose sur l’interface A10/A11 classique entre le BTS et le PDSN, mais avec des extensions pour supporter les échanges de données IP vers l’EPC. Le protocole PPP utilisé dans les anciens réseaux CDMA est remplacé par un mécanisme basé sur GTP-C et GTP-U pour le contrôle et l’acheminement des paquets.

Différences entre HRPD et eHRPD

Exemple concret de mise en œuvre

Un opérateur nord-américain ayant un réseau CDMA2000 déployé sur l’ensemble du territoire a utilisé le eHRPD pour faciliter le basculement vers la 4G LTE. Plutôt que de migrer directement vers LTE, ce dernier a intégré un A-GW entre son réseau EV-DO et le cœur EPC, permettant ainsi à ses clients d’utiliser leurs applications IP avec la même expérience qu’en LTE. Les utilisateurs connectés via eHRPD bénéficient d’une continuité de services même lorsqu’ils sortent d’une zone LTE, ce qui améliore fortement la qualité perçue.

Avantages du réseau eHRPD

• Interopérabilité entre CDMA et LTE sans redémarrage de session IP.
• Réduction du temps d’établissement de session comparé au HRPD classique.
• Support natif de la gestion de QoS via les mécanismes EPC.
• Réduction des coûts d’intégration pour les opérateurs CDMA en transition vers LTE.

Comparaison avec les solutions alternatives

Une autre approche possible pour relier CDMA à LTE est le recours à un « dual-stack » côté terminal, où l’utilisateur bascule d’une pile protocolaire à une autre. Cette solution, bien que fonctionnelle, implique une complexité accrue au niveau du terminal et une consommation d’énergie plus importante. À l’inverse, eHRPD centralise la complexité dans le réseau, offrant une expérience utilisateur plus fluide et une meilleure maîtrise des performances.

Interopérabilité et mobilité

Le réseau eHRPD est conçu pour supporter la mobilité inter-RAT (Radio Access Technology) de manière native. Lorsqu’un utilisateur quitte une zone LTE pour entrer dans une zone CDMA, le handover s’effectue au niveau du S-GW, sans interruption perceptible de la session IP. Cela est rendu possible grâce à l’échange de contextes de mobilité entre les éléments MME (Mobility Management Entity) côté LTE et les entités AAA/eHRPD côté CDMA.

Conclusion

Le réseau eHRPD constitue une solution efficace et évolutive pour les opérateurs CDMA souhaitant assurer une migration fluide vers LTE sans rupture de service. En intégrant les principes de l’EPC tout en maintenant la compatibilité avec les accès radio CDMA, il permet une transition technologique optimisée et rentable.

Pour approfondir la gestion de la mobilité entre les technologies LTE et NR, explorez notre article sur les mécanismes d’inter-RAT dans les réseaux 5G.