1-Cours GSM Introduction

5/11/2018 1-Cours GSM Introduction - slidepdf.com

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Frédéric Payan - Département R&T - IUT de Nice Côte d'Azur

Téléphonie MobileFrédéric Payan

[email protected]

www.i3s.unice.fr/~fpayan/

Département R&T – Module TR-c7IUT Nice Côte d’Azur

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]



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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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Le réseau GSM



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Le réseau GSM

Partie 1.IntroductionI. Généralités



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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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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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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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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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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


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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


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Exemples de motifs

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Motif à 4 cellules Motif à 7 cellules



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Pourquoi une cellule hexagonale ?

Une cellule est théoriquementdélimitée par un cercle

Hexagone ~ Cercle

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Différence entre couvertureidéale et couverture réelle

Obstacles (effet de masque)

Evanouissements liés aux

multi-trajets

Couverture réelle

Limites nominales



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Obstacles(effet de masques)

Evanouissements liésaux multi-trajets



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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

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