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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Téléphonie MobileFrédéric Payan
fpayan@i3s.unice.fr
www.i3s.unice.fr/~fpayan/
Département R&T – Module TR-c7IUT Nice Côte d’Azur
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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Plan général du cours
Le réseau GSM (2G)
1. Introduction2. Le réseau
3. Les protocoles
4. Gestion de l’itinérance et des appels
5. L’Interface Radio
6. Évolutions du GSM : GPRS (2.5G), EDGE (2.75G)
Le réseau UMTS (3G)
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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Le réseau GSM
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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Le réseau GSM
Partie 1.IntroductionI. Généralités
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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Contexte
Téléphonie 1ère Génération (1G )
Transmission analogique (Modulation FM + FDMA)
Occupation spectrale importante
Pas de cryptage (aucune confidentialité)
Couverture nationale (Incompatibilité des réseaux européens)
Volumineux
Qualité de services médiocre et peu de services
En France 2 opérateurs : Radiocom2000 (FT, 1986) et SFR (1987)
1994 : 460 000 abonnés (Tx de pénétration : 0,83%)
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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
Contexte
=> Nécessité d’une nouvelle norme
Compatibilité européenne Utilisation efficace de la ressource radio
Confidentialité des communications et protection du réseau
Grande capacité en abonnés
Services comparables à ceux du RNIS (Numeris)
=> Norme GSM
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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
1979 - Attribution d’une gamme de fréquences pour l’Europe :la gamme des 900 MHz (UHF ).
1982 - Allocation de bandes de fréquences précises
1982 - Création du groupe franco-allemand GSM (Groupe SpécialMobile).
Son objectif est de spécifier un système cellulaire pour l’Europe.
Les grandes étapes
Voie montante : 890-915 MHz
Voie descendante : 935-960 MHz
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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
1984/1986 - Recommandations techniques retenues Transmission numérique (débit < 16 kbits/s)
Multiplexage temporel (ordre 8) Nouveau codage de la parole, cryptage…
1987 - Protocole d’accords entre 13 pays européens.
1989 - Création de l’ETSI à Sophia Antipolis !(European Telecommmunications Standards Institute)
1991 – 1ère communication par GSM (GSM Phase 1)
=> Le sigle GSM devient Global System for Mobile communications
En France
Mars 1991 - SFR et France Télécom autorisés à déployer leur réseau Juillet 1992 - Ouverture commerciale de ces 2 réseaux.
Les grandes étapes
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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur
1991 - Adaptation des spécifications GSM pour pouvoir développer le système DCS 1800 (Digital Cellular System) dans
la gamme des 1800 MHz.
1995 (GSM Phase 2) - Unification GSM 900 - DCS 1800
1995 - Ajout de nombreux services non vocaux : fax, messagescourts (SMS), double appel, facturation, etc.
Depuis 1995 (GSM Phase 2+)
Spécification des terminaux bi-modes permettant une compatibilitétotale GSM 900 - DCS 1800
Améliorations diverses (techniques et services) : voir la partie
« Evolutions ».
Les grandes étapes
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Le GSM aujourd’hui
1ère norme de téléphonie cellulaire au monde
~1 milliard d’abonnés (+200 pays) (fév. 04) Europe : ~400 millions (Tx de pénétration : 70%)
Asie : ~400 millions
Hormis en Europe, en concurrence avec : IS-95 (EU)
PDC (Japon)
En France
1,3 Millions de portables en 95 (au début du gsm) plus de 45 Millions en 2005 !
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Types de services offerts
Services supports (bearer services) :garantie d’une certaine capacité de transmission à travers le réseau
Un débit variant de 300 bits/s à 9,6 kbits/s
Numérique de bout en bout (GSM relié au RNIS)
Téléservices (teleservices)
Transmission de la parole, de messages courts, de fax
Services supplémentaires (supplementary services)regroupent les facilités d’utilisation complémentaires
Identification, renvoi d’appels, appel en conférence, facturation,groupe fermé d’usagers, restriction d’appels, etc. (idem RNIS).
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Le réseau GSMPartie 1.Introduction
II. Le concept cellulaire
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Radiotéléphonie : voix transmise par ondes radios
Téléphonie 1G : une antenne / zone
(50km de rayon)
Puissance importanted’émission des mobiles(8W)
Nombre d’utilisateurslimitées
Fortes interférences entre régions
Pas de mobilité possible d'une zone de couverture à l'autre
Le concept cellulaire
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Notion de cellules
Division du territoire en cellules
ayant chacune une station de base(émetteurs-récepteurs)
Découpage de la bande de
fréquences (pour éviter lesinterférences entre cellulesvoisines)
Puissance d’émission moins élevée
Le concept cellulaire
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Notion de motifs
Petit groupe de cellules contenantl’ensemble des fréquences une seulefois seulement.
Le spectre étant limité, il fautréutiliser les mêmes fréquences sur des cellules suffisamment éloignées
=> Notion de distance de réutilisation
Le concept cellulaire
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Le concept cellulaire
Exemples de motifs
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Motif à 4 cellules Motif à 7 cellules
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Le concept cellulaire
Pourquoi une cellule hexagonale ?
Une cellule est théoriquementdélimitée par un cercle
Hexagone ~ Cercle
d
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Le concept cellulaire
Différence entre couvertureidéale et couverture réelle
Obstacles (effet de masque)
Evanouissements liés aux
multi-trajets
Couverture réelle
Limites nominales
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Le concept cellulaire
Obstacles(effet de masques)
Evanouissements liésaux multi-trajets
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Le concept cellulaire
Fonctions spécifiques d’un système cellulaire
Notion d’itinérance ou de roamingL’abonné doit pouvoir appeler et être appelé de n’importequel endroit du territoire couvert par le réseau.
Notion de transfert intercellulaire ou handoverLe système doit assurer le maintien d’une communicationlorsque l’abonné passe d’une cellule à l’autre