Structure Et Fonctionnement Du Réseau GSM

Embed Size (px)

Citation preview

  • Jean-Philippe MULLER Dcembre 2000

    Structure et fonctionnement du rseau GSM

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    Sommaire : 1- Le rseau cellulaire GSM-DCS 2- Les diffrents types de cellules 3- Structure gnrale du rseau 4- Les frquences de travail du GSM 5- Evolution des bandes GSM dans le temps 6- La voie balise et la voie de trafic 7- Le spectre de la bande GSM descendante 8- Le spectre de la bande GSM montante 9- Le multiplexage temporel 10- Dtection de lactivit dmission du mobile 11- Contrle par la base de la puissance dmission 12- Contrle par la base du dbut dmission 13- La dtection du changement de cellule 14- Les diffrents types de signaux changs 15- Le format des changes 16- Le mobile en fonctionnement

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    1) Le rseau cellulaire GSM-DCS La distance entre le mobile et un quipement fixe de radiotlphonie est limite par les conditions de propagation des ondes radio. Pour limiter la puissance dmission ncessaire et donc augmenter lautonomie des mobiles, on dcoupe le territoire en petites zones appeles cellules. Chaque cellule est quipe dune station de base fixe munie de ses antennes installes sur un point haut ( chteau deau, clocher dglise, immeuble ...). Lorsquon tlphone : le mobile transmet par radio la communication vers la station de base de sa cellule. la conversation est ensuite achemine de faon plus classique ( cble, fibre optique ...) vers le

    correspondant sil est raccord au rseau tlphonique filaire, ou sa station de base sil est quip dun mobile.

    cette station de base transmet finalement la conversation par radio au correspondant. Mme si deux personnes se trouvent dans la mme cellule et se tlphonent, la conversation ne passe jamais dun GSM lautre : un mobile GSM ne peut mettre des signaux radio que vers une station de base un mobile GSM ne peut recevoir des signaux radio que dune station de base

    Lorsquon tlphone en se dplaant, il est possible quon change de cellule. Cest surtout le cas lorsquon tlphone depuis sa voiture. Il est ncessaire alors de changer la station de base avec laquelle le terminal est reli tout en maintenant la communication : c'est le transfert intercellulaire ou handover. Le mobile et la station de base interviennent dans cette opration de changement de cellule : le tlphone GSM mesure en permanence la force du signal radio reu de la station de base et coute

    aussi les stations de base des cellules voisines lorsquil constate quil reoit mieux une autre station de base que celle avec laquelle il change les

    signaux, il en informe sa station de base la station de base dcide alors de passer le relais la station de base voisine et met en uvre la

    procdure de handover

    BS : station de base dune cellule BC : centre de communication des cellules MSC : centre de communication des mobiles VLR : enregistreur des mobiles visiteurs FH : faisceau hertzien RTPC : rseau tlphonique commut

    Figure 1. Structure cellulaire du rseau GSM .

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    2) Les diffrents types de cellules Les cellules sont en principe hexagonales mais la porte relle des stations dpend de la configuration du territoire arros et du diagramme de rayonnement des antennes d'mission. En fait, on peut esprer que les cellules BS (ou BTS) se recoupent, tout au moins dans les zones de grande densit dmographique. La partie la plus visible de la cellule GSM est la station de base BTS avec sa tour quipe dun certain nombre dantennes. Dans une cellule GSM typique (macrocellule) , les mobiles peuvent tre situs jusqu 35 km de la station de base pour le GSM900 et 2 km (minicellule) pour le DCS1800 ( puissance plus faible, attnuation plus importante avec la distance). Pour les pitons qui voluent beaucoup moins vite qu'une voiture et au niveau du sol, on ajoute des sous-stations de petites dimensions sur un site peu lev et sur les murs des immeubles.

    Dans les villes, on peut faire appel des boucles radio enterres ou courant sur les murs, boucles constitues soit de fils ou rubans de cuivre reliant des rpteurs et rayonnant au niveau de soI.

    Dans les rues encaisses, les tunnels ou les btiments, on utilise aussi des cbles rayonnants dont le revtement extrieur est usin de telle sorte que le champ cre par l'me centrale puisse s'chapper de place en place vers l'extrieur.

    Figure 2. Installation dune cellule en ville.

    Figure 3. Exemples de boucles radio pour lenvironnement urbain.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    3) Structure gnrale du rseau Les fonctions mises en uvre dans le rseau GSM sont celles requises dans tout rseau de mobiles comme la numrotation, l'acheminement vers un usager mobile, le transfert de cellules. etc.

    Une station mobile est caractrise par deux identits : le numro d'quipement, IMEI (International Mobile Equipment ldentity) mis dans la mmoire du

    mobile lors de sa fabrication le numro d'abonn IMSI (International Mobile Subscriber ldentity) se trouvant dans la carte SIM

    (Subscriber ldentity Module) de labonn Le systme de communication radio ou Base Station System (BSS) est l'quipement physique qui assure la couverture de la cellule. Il comprend : un contrleur de stations de base BSC (Base Station Controller) les stations de transmission de base BTS (Base Transmitter Station) Une BSC contrle en gnral entre 20 et 30 BTS et possde son registre dabonns visiteurs VLR qui stocke dynamiquement les informations de l'abonn lies sa mobilit. Le commutateur de services mobiles (MSC) est un autocommutateur qui assure les fonctions de commutation ncessaires pour les mobiles situs dans la zone de localisation. Le registre des abonns nominaux ou HLR : Home Local Register) est une base de donnes utilise pour la gestion des abonns mobiles. Deux types d'information sont stocks dans le registre d'abonns nominaux : les informations d'abonns : numro d'abonn (IMSI), numro ISDN (Integrated Services Digital

    Network) de la station mobile une partie de l'information sur la localisation de l'abonn, permettant aux appels entrant dans le

    rseau d'tre achemins jusqu' ce mobile

    Figure 4. Structure gnrale dun rseau GSM.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    4) Les frquences de travail du GSM Dans le systme GSM/DCS, deux bandes de frquences, lune autour des 900 MHz et lautre autour de 1,8 GHz, sont utilises. Chaque bande de frquences sont divises en deux sous-bandes, servant lune pour le transfert dinformations entre le poste GSM mobile et la station de base ( voie montante) , et lautre pour la liaison entre la station de base et le mobile ( voie descendante) : bande EGSM tendue ( bande de largeur totale 35 MHz )

    - de 880 915 MHz du mobile vers la base

    - de 925 960 MHz de la base vers le mobile - cart entre les deux frquences 45 MHz, 174 canaux espacs de 200 kHz bande DCS ( bande de largeur totale 75 MHz )

    - de 1710 1785 MHz du mobile vers la base - de 1805 1880 MHz de la base vers le mobile - cart entre les deux frquences 95 MHz, 374 canaux espacs de 200 kHz Du fait de lattnuation de londe lectromagntique en 1/f2 au cours de la propagation qui pnalise les hautes frquences, un systme DCS est priori microcellulaire, adapt aux zones urbaines forte densit de trafic . Il demande une plus grande densit de stations de base mais la largeur de bande disponible est plus confortable. En fonctionnement, un mobile utilisera donc un canal de la bande prvue pour la liaison montante et le canal correspondant dans la bande rserve la liaison descendante. Ce numro de canal peut changer durant une communication lorsque la qualit devient insuffisante ( saut de frquence).

    Chaque porteuse GSM ou DCS est identifie de manire unique par un numro n, dsign par le sigle ARFCN, cod sur 10 bits conformment au plan suivant o la frquence de la voie descendante est exprime en MHz: pour 1 n 124 f = 935 + (0,2 x n) ( GSM ) pour 975 n 1024 f = 935 + (0,2 x (n-1024)) ( GSM tendu EGSM ) pour 512 n 885 f = 1805,2 + (0,2 x (n-512)) ( DCS 1800 ) La frquence de la voie montante est calcule en utilisant l'cart duplex constant pour chaque systme. La numrotation des canaux tant commune aux bandes GSM 900 et DCS 1800, il est possible de dployer des rseaux mixtes avec des BTS 900 MHz et des BTS 1800 MHz, sous rserve qu'il existe des terminaux bibande.

    Figure 5. Liaison entre mobile et station de base pour le GSM .

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    5) Evolution des bandes GSM dans le temps La rpartition des frquences entre les diffrents oprateurs nest pas fige mais est amene voluer au cours du temps suivant le degr de saturation des cellules en environnement urbain.

    Initialement la bande de frquence montante rserve aux communications entre mobile et base allait de 890 915 MHz et tait partage entre les deux oprateurs Itinris et SFR.

    En 1996, on alloue un troisime oprateur, Bouygues, une partie de la bande DCS situe au-dessus de 1,7 GHz.

    En 1997, la SNCF et les rseaux ferroviaires europens adoptent la norme GSM pour les communications de service et obtiennent une bande de frquence propre en-dessous de la bande GSM. Celle-ci est tendu de 10 MHz vers le bas ( Extended GSM )pour rpondre laugmentation de trafic.

    A partir de 1999, on attribue Itinris et SFR une bande de frquences dans la gamme DCS, ce qui permet ces deux oprateurs dattribuer, en cas de saturation de la bande GSM, des canaux dans la bande DCS leurs abonns quips de mobiles bi-bande. Par souci dquit entre oprateurs, Bouygues se voit attribuer des canaux dans la bande EGSM.

    Cette volution est effective fin 1999 pour les grandes villes comme Paris, Lyon, Marseille, Strasbourg ainsi que sur la Cte dAzur. Elle est mise en place au fur et mesure de laugmentation du trafic dans les agglomrations dimportance moindre.

    Itinris et SFR

    876 880 915 1710 1725 1755 1785

    Itinris-SFR-Bouygues Bouygues sncf

    876 880 915 1710 1725 1755 1785

    Itinris-SFR Bouygues sncf

    890 915 1710 1725 1755 1785

    Itinris-SFR Bouygues

    890 915

    Itinris-SFR

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    6) La voie balise et la voie de trafic Chaque BTS est quipe pour travailler sur un certain nombre de canaux qui sont autant de paires de frquences mission-rception. Le nombre de canaux dterminera le nombre maximal dutilisateurs possibles dans cette cellule. Toute BTS met en permanence des informations sur son canal BCH (Broadcast Channel) appel aussi voie balise. Ce signal constitue le lien permanent reliant mobile et station de base partir de la mise en route du mobile jusqu sa mise hors service, quil soit en communication ou non.

    Schmatiquement le fonctionnement du mobile se dcompose en 2 phases : mobile en service mais pas en communication : le mobile change avec sa base des signaux de contrle sur la voie balise (mission en slot 0 f1, rception en slot 0 f1 + 45 MHz) Le niveau de la voie balise ( BCH ) est connu et sert pour un certain nombre de fonctions de contrle : la mise ne route du mobile, son rcepteur scrute la bande GSM pour chercher le signal BCH de

    niveau le plus lev. Cest avec la station de base correspondante que le mobile se mettra en communication.

    ce signal met des informations concernant les oprateurs ( SFR, Itinris, Bouyges) et les frquences balise des cellules voisines

    ce signal vhicule les messages qui seront affichs sur lcran du mobile Toutes les 15 secondes si le signal reu est fort et toutes les 5 secondes sil est faible, le rcepteur coute les BCH des cellules voisines pour dtecter un ventuel changement de cellule. Lmission du BCH noccupe le canal de transmission que dans le sens station de base - mobile. La liaison montante du BCH , libre, pourra donc tre utilise par le mobile pour dautres fonctions de contrle comme par exemple signaler son dsir de se connecter au rseau pour une communication (RACH). mobile en communication : le mobile change avec la base des signaux de parole et de contrle sur la voie TCH (mission en slot i f2, rception en slot i f2 + 45 MHz) Il travaille maintenant sur une frquence qui lui a t alloue par la base pour la dure de la communication : : cest le TCH ( Traffic CHannel) constitu comme nous lavons dj vu par une paire de frquences , montante et descendante. Paralllement cette activit principale, il coute priodiquement les voies balises de la cellule et des cellules voisines pour dtecter une variation de niveau lui indiquant un changement de cellule.

    Figure 6. Le BCCH diffuse ses informations vers tous les mobiles de la cellule.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    7) Le spectre de la bande GSM descendante La bande rserve aux liaisons descendantes est relativement occupe puisquon peut y voir les signaux balise mis en permanence par la station de base de la cellule et par les stations de base des cellules adjacentes en gnral au nombre de 6 si la cellule est hexagonale.

    On repre bien sur ce trac les raies des voies balises de la cellule pour les deux oprateurs. Les puissances dmission des stations de bases sont parfaitement contrls. Lorsquon allume le tlphone GSM, le mobile balaie la bande en mesurant les niveaux des diffrents signaux reus. Cest le signal dont lamplitude est la plus forte qui sera considr comme tant celui provenant de la station de base la plus proche avec laquelle il changera ensuite les donnes relatives son fonctionnement ultrieur. Au moment o cette courbe a t releve (juin 99), la rpartition entre les oprateurs alloue Itinris la moiti infrieure ( largeur 12,5 MHz) de la bande GSM900 et SFR la moiti suprieure, de largeur identique. Loprateur Bouygues dispose de 15 MHz au dbut de la bande DCS.

    Remarque : cause dencombrement spectral dune mission GSM, on nutilise jamais deux canaux contigus dans la mme cellule. En effet, si la largeur du spectre GSM est de 200 kHz -3dB, elle slve 400 kHz -60 dB et cest pour viter les interfrences entre canaux que lcart pratique entre deux canaux utilisables est de 400 kHz.

    Figure 7. Spectre de la bande descendante Mulhouse Illberg.

    Figure 8. Encombrement spectral dun signal GSM..

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    8) Le spectre de la bande GSM montante La bande alloue aux liaisons montantes est beaucoup moins encombre puisquelle ne sert quau moment de lallumage du mobile et pendant les communications tlphoniques. Pour visualiser les missions des diffrents mobiles, lanalyseur de spectre a superpos les enregistrements durant 2 heures en affichant les valeurs maximales ( mode Max-Hold). Les diffrents pics visibles correspondent chacun une liaison montante mobile-base.

    Le pic de forte amplitude correspond une communication par un mobile situ 3m de lanalyseur. On peut noter la faible amplitude des pics correspondants aux mobiles en communication, qui est lie une gestion rigoureuse de la puissance mise ( optimisation de lautonomie et diminution des brouillages).

    Figure 9. Spectre de la bande montante Mulhouse Illberg.

    Figure 10. Spectre de la bande montante et descendante durant une conversation.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    9) Le multiplexage temporel A lintrieur dune cellule, on dispose donc dun certain nombre de canaux ( 61 pour la bande GSM simple) quil faut rpartir entre les diffrents utilisateurs. Les bandes GSM sont divises en canaux de largeur 200 kHz. Mais lors dune conversation courante, cause des silences intervenant dans le dialogue et surtout grce aux techniques de compressions de dbit, un tlphone mobile na pas besoin du canal de transmission en permanence. Cest pour cette raison que chaque porteuse est divise en 8 intervalles de temps appels time-slots. La dure d'un slot a t fix pour le GSM 7500 priodes du signal de rfrence fourni par un quartz 13 MHz qui rythme tous les mobiles GSM : Tslot = 7500/13 MHz = 0,5769 ms soit environ 577 s Un mobile GSM nutilisera quun time-slot , on pourra ainsi faire travailler jusqu 8 mobiles diffrents sur la mme frquence de porteuse. Un slot accueille un lment de signal radiolectrique appel burst. L'accs TDMA permet diffrents utilisateurs de partager une bande de frquence donne. Sur une mme porteuse, les slots sont regroups par paquets de 8. La dure d'une trame TDMA est donc : TTDMA = 8 Tslot = 4,6152 ms Chaque utilisateur utilise un slot par trame TDMA. Les slots sont numrots par un indice TN qui varie de 0 7. Un canal physique est donc constitu par la rptition priodique d'un slot dans la trame TDMA sur une frquence particulire.

    Dans son mode de fonctionnement normal, le mobile GSM reoit des informations de la station de base et met des informations vers celle-ci. Ces changes se font sur deux frquences diffrentes et dans des time-slots diffrents. Au niveau du mobile, lmission et la rception sont dcals dans le temps de 3 time-slots. Pour conserver la mme numrotation des slots, la synchronisation de la trame TDMA montante est dcale aussi de 3 time-slots. Le mobile reoit donc le signal mis par la base la frquence f durant un time slot soit 577 s , puis 3 time-slots soit 1,7 ms plus tard, met son signal vers la station de base sur une frquence plus basse (f-45 MHz pour le GSM).

    Figure 11. Fonctionnement de la liaison bidirectionnelle.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    10) Dtection de lactivit dmission du mobile Pour mettre en vidence lmission dune onde lectromagntique par le mobile GSM, on peut utiliser le dispositif simple suivant constitu par une antenne demi-onde suivie dun dtecteur crte.

    La prsence dune porteuse module ou non une frquence voisine de 900 MHz se traduit par lapparition dune tension s(t) continue proportionnelle lamplitude de la porteuse.

    Ce dispositif permet de mettre en vidence la dtection dactivit vocale, fonction permettant de limiter la consommation du mobile en rduisant trs fortement lactivit dmission lors dune interruption du signal vocal.

    Durant un silence, seul est transmis un bruit de fond standard vitant au correspondant limpression dsagrable dune interruption de la communication.

    Figure 12. Dtecteur donde lectromagntique 900 MHz.

    Figure 13. Visualisation de lmission pulse du mobile GSM.

    Figure 14. Visualisation de linterruption de lmission durant un silence.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    11) Contrle par la base de la puissance dmission La station de base contrle de nombreux paramtres du mobile et en particulier la puissance dmission. Lajustement du niveau mis est fait de faon minimiser la puissance requise par lmetteur tout en conservant la qualit de la communication. Les deux avantages sont la diminution du niveau d'interfrence due aux canaux adjacents et laugmentation de l'autonomie des mobiles En consquence, lamplificateur de puissance RF de tout mobile GSM doit tre quip :

    dune entre commandant la puissance de sortie dun dispositif de mesure de la puissance mise

    Dans les mobiles actuels, la mesure de la puissance est faite soit par le contrle du courant absorb par lamplificateur de puissance, soit laide dun ensemble coupleur directif-dtecteur Schottky.

    Au dbut de la conversation tlphonique, la station de base rduit progressivement la puissance mise par le mobile jusquau niveau minimal compatible avec une bonne liaison.

    En plaant le mobile dans un botier blind muni dun couvercle amovible, on peut modifier lattnuation introduite au cours de la propagation et observer le rajustement de la puissance mise suite la raction de la station de base.

    Figure 15. Principe de la mesure de la puissance mise par le mobile.

    Figure 16. Ajustement de la puissance mise par le mobile au cours de la conversation tlphonique.

    On peut observer un temps de rponse de la rgulation de puissance de lordre de 3 4 s.

    Figure 17. Rgulation de puissance en fonction de lattnuation .

    ampli de puissance

    signal GMSK niveau E dBm signal GMSK

    niveau S dBm

    tension continue de niveau S 20 dB image de la puissance mise

    coupleur 20dB

    consigne de puissance TXP

    commande de puissance du PA

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    12) Contrle par la base du dbut dmission Les diffrents utilisateurs d'un systme cellulaire sont des distances variables de leur station de base et endurent des dlais de propagation variables. Or londe lectromagntique se propage la vitesse de la lumire soit c = 300 000 km/s. Cette vitesse est trs leve, mais pas infinie et les retards engendrs par la distance se font sentir sur le timing puisquune distance de 30 km cause un retard de 100 s. Deux mobiles MS1 et MS2 appartiennent la mme cellule. Le premier MS1 est en limite de cellule alors que le second, MS2 est situ prs de la station de base On suppose que ces deux mobiles utilisent des slots conscutifs sur la mme porteuse : MS1 met dans le slot 1, MS2 dans le slot 2.

    En l'absence de compensation du temps de propagation p , les bursts mis par chacun des mobiles se chevaucheront au niveau du rcepteur de la BS. Pour pallier cette difficult, la station de base va compenser ce retard en grant un paramtre TA (Time Advance) correspondant au temps de propagation aller-retour. Le mobile loign doit avancer l'mission de chacun de ses slots d'une dure p par rapport l'instant nominal de dbut de slot (cest--dire 2p par rapport l'horloge slot telle qu'il la peroit). La distance entre mobile et station de base tant susceptible de varier en permanence, ce paramtre TA est rajust chaque trame et pourra prendre une valeur comprise entre 0 et 63. Remarque : la dtermination du paramtre TA permet la base de connatre la distance laquelle se trouve le mobile. Par triangulation avec une deuxime station de base, on pourra donc dterminer la position exacte dun mobile.

    Figure 18. Importance du paramtre de Time Advance.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    13) La dtection du changement de cellule Pendant un change de donnes vocales, le mobile continue lcoute des BCH des cellules voisines pour dtecter un ventuel changement de cellule. Cette coute se fait entre lmission et la rception du burst suivant. Vu le faible temps disponible, le mobile ne pourra faire quune mesure de niveau. Pour dcoder les informations provenant dune cellule voisine, il lui faut davantage de temps. Cest la raison pour laquelle le mobile sarrte dmettre et de recevoir toutes les 26 trames ( slot idle ) ce qui lui permet dcouter et de dcoder le canal de contrle dune cellule voisine.

    Lenregistrement de lactivit en mission dun mobile GSM montre bien larrt de lmission toutes les 26 trames, soit toutes les 120 ms.

    Durant cette trame 26, le mobile GSM doit couter et dcoder la voie balise de lune des cellules voisines. Chaque cellule met sur la voie balise les informations qui la concernent avec une priodicit de 51 trames, soit toutes les 236 ms. Les nombres 26 et 51 tant premiers entre eux, les informations mises sur les voies balises glissent par rapport la synchronisation du mobile.

    On voit que dans la trame 26 du mobile se prsentent successivement les trames 0,26,1,27,2,28 de la voie balise. Ainsi au bout de 26 trames soit 120 ms un mobile peut dcoder nimporte quelle voie balise dune cellule voisine.

    Figure 19. Mesure de niveau et dcodage des BCCH des cellules voisines.

    Figure 20. Mise en vidence de la trame de dcodage des voies balise des cellules voisines.

    Figure 21. Dfilement des trames de voie balise.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    14) Les diffrents types de signaux changs Les signaux de voix et de contrle changs entre le mobile et la base sont classs en plusieurs catgories, mais transitent tous sur 2 voies radio montantes et descendantes : la voie balise : FCCH, SCH,,BCCH,PCH,RACH ... la voie trafic : TCH, SACCH, FACCH...

    Tous les trames ci-dessus n'ont pas lieu en mme temps et s'articulent sur des squences particulires orchestres par le logiciel de la base.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    15) Le format des changes La salve normale prsente plusieurs squences o l'on place, dans l'ordre, 3 bits d'encadrement, 57 bits de donnes diverses o on loge ce quon veut, 1 bit indicateur pour amorcer les 26 bits d'une squence de formation (training sequence) qui a pour mission de mesurer les proprits du canal de transmission, puis 57 bits de donnes. La salve se termine sur 3 bits d'encadrement et sur 8 priodes (en fait : 8,25) de garde qui sparent les salves entre elles.

    La figure suivante montre les cinq principaux types de salves utiliss par l'interface radio GSM :

    Salve normale : elle transporte les canaux de trafic et tous les types de canaux de signalisation non mentionns ci-dessus. Elle est bidirectionnelle. Salve de correction de frquence : elle transporte le FCCH dans le sens descendant pour corriger la frquence de l'oscillateur de rfrence du mobile et l'asservir la station de base. Salve de synchronisation : elle est appele ainsi parce que sa fonction est de transporter le SCH dans le sens descendant pour synchroniser le mobile avec la station de base. Salve d'accs : elle a une dure bien plus courte que les autres. La dure suprieure de la priode de garde est ncessaire car le moment de sa transmission est inconnu.

    Figure 22. Structure fine du signal mis dans un time slot.

    Figure 23. Les diffrents types de salves ou burst .

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    16) Le mobile en fonctionnement A la mise sous tension se passent les oprations suivantes : lutilisateur valide sa carte SIM en tapant au clavier son numro de code PIN ( Personal Identity

    Number) le rcepteur du GSM scrute les canaux de la bande GSM et mesure le niveau reu sur chaque canal le mobile repre le canal BCCH parmi les signaux les plus forts le mobile rcupre les informations concernant le FCCH. Ce signal lui permet de se caler prcisment

    sur les canaux GSM le mobile rcupre le signal de synchronisation de la trame TDMA diffus sur le BCCH et synchronise

    sa trame le mobile lit sur le BCCH les infos concernant la cellule et le rseau et transmet la BTS

    lidentification de lappelant pour la mise jour de la localisation Le mobile a alors achev la phase de mise en route et se met en mode veille, mode dans lequel il effectue un certain nombre doprations de routine : lecture du PCH ( Paging channel) qui indique un appel ventuel lecture des canaux de signalisation des cellules voisines mesure du niveau des BCH des cellules voisines pour la mise en route ventuelle dune procdure de

    handover A la rception dun appel : labonn filaire compose le numro de labonn mobile : 06 XX XX XX XX lappel est aiguill sur le MSC le plus proche qui recherche lIMSI dans le HLR et la localisation du

    mobile dans le VLR le MSC le plus proche du mobile ( Visited MSC) fait diffuser dans la zone de localisation, couvrant

    plusieurs cellules, un message lattention du mobile demand ( par le PCH ) le mobile concern met des donnes sur RACH avec un Timing Advance fix 0 et un niveau de

    puissance fix par le rseau ( ces paramtres seront ajusts ultrieurement ) le rseau autorise laccs par le AGCH et affecte au mobile une frquence et un time-slot lappel est identifi grce la carte SIM le mobile reoit la commande de sonnerie dcrochage de labonn et tablissement de la communication

    Lors de lmission dun appel : labonn mobile compose le numro du correspondant du rseau tlphonique commut la demande arrive la BTS de sa cellule elle traverse le BSC pour aboutir dans le commutateur du rseau MSC lappelant est identifi et son droit dusage vrifi lappel est transmis vers le rseau public le BSC demande lallocation dun canal pour la future communication dcrochage du correspondant et tablissement de la communication

    Figure 24. Liaison tlphone fixe - tlphone mobile.

  • Structure et fonctionnement du rseau GSM

    Dcembre 2000 - Copyright jpm

    Merci pour lintrt que vous portez mon travail. Jespre que le cours que vous avez tlcharg rpond votre attente. Si, malgr le soin qui a t apport la rdaction de ce document, vous constatez lexistence derreurs, merci de me les signaler par Email [email protected] Comme toute uvre intellectuelle, ce document est protg par le Copyright et son usage est rserv une utilisation personnelle.

    Techno Assistance Formation 1, rue du Capitaine Pilleux 68720 ZILLISHEIM Site : http://www.ta-formation.com