Thème :

REPUBLIQUE DE COTE D’IVOIRE union-discipline-travail

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE

SCIENTIFIQUE

UFR SCIENCES FONDAMENTALES ET APPLIQUEES

MASTER 2 GENIE INFORMATIQUE

Année Académique 2013-2014

EVOLUTION DE LA 2G A LA 3G EN

AFRIQUE : CAS DE LA COTE

D’IVOIRE

Présenté par

Konan Martial

Djédjé Lohourignon

Ebah Claver

Konan Nathanael

Ehouman Pascal

Sous la direction de

Professeur Tanoh Hilaire

Méthodologie de Rédaction scientifique

Université Nangui Abrogoua

i

DEDICACE

Ce mémoire est dédié :

A nos parents

A nos amis de l’Université Nangui Abrogoua

A tous nos Amis

ii

REMERCIEMENTS

Nous ne saurions commencer ce mémoire, sans toutefois adresser nos

remerciements à tous ceux qui nous ont soutenus dans l’élaboration de ce

mémoire.

Nos remerciements vont surtout à l’endroit de :

— Professeur Boa David, Directeur de l’UFR Sciences Fondamentales et

Appliquées

— Professeur Tanoh Hilaire, notre directeur scientifique. Nous lui sommes

particulièrement reconnaissants pour ses conseils, sa disponibilité et sa

considération à notre égard. Que DIEU le Tout-Puissant le bénisse ainsi que sa

famille.

— Tous nos enseignants de l’Université Nangui Abrogoua, qui ont contribué

à notre formation

Nos familles et à tous ceux qui de près ou de loin nous ont soutenu.

iii

SOMMAIRE

DEDICACE ............................................................................................................................................. I

REMERCIEMENTS ............................................................................................................................ II

SOMMAIRE ........................................................................................................................................ III

LISTE DES FIGURES ......................................................................................................................... V

LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................... VI

LISTE DES SIGLES ET ABBREVIATIONS ................................................................................ VII

INTRODUCTION ............................................................................................................................... 10

CHAPITRE I - EVOLUTION 1G, 2G ET 3G ........................................................................................... 12

I) Réseaux 1G .......................................................................................................................... 12

II) Réseaux 2G .......................................................................................................................... 13

1) GSM ................................................................................................................................ 14

1.1) Présentation du standard GSM ................................................................................ 14

1.2) Architecture du réseau GSM ................................................................................... 14

2) Technologie GPRS .......................................................................................................... 16

2.1) Présentation du standard GPRS .............................................................................. 16

2.2) Architecture GPRS.................................................................................................. 17

3) Technologie EDGE ......................................................................................................... 18

3.1) Présentation du standard EDGE .............................................................................. 18

III) 3G, la migration nécessaire ................................................................................................. 18

1) Présentation de la 3G ....................................................................................................... 18

2) Architecture du réseau UMTS ......................................................................................... 19

2.1) Réseau d'accès Utran .............................................................................................. 19

2.2) Réseau cœur ............................................................................................................ 22

2.3) Eléments communs ................................................................................................. 23

2.4) Le domaine CS ........................................................................................................ 23

2.5) Le domaine PS ........................................................................................................ 24

3) Principe de la technologie W-CDMA.............................................................................. 24

3.1) CDMA .................................................................................................................... 24

3.2) Contraintes .............................................................................................................. 28

3.3) Particularité du W-CDMA ...................................................................................... 31

4) Comparaison du W-CDMA avec la 2G ........................................................................... 32

5) Qualité de service ............................................................................................................ 33

iv

CHAPITRE II - EVOLUTION DES RESEAUX 2G ET 3G EN AFRIQUE .................................................... 34

I) 2G en Afrique ....................................................................................................................... 34

1) Evolution technologique .................................................................................................. 34

2) Impact économique .......................................................................................................... 35

II) 3G en Afrique ....................................................................................................................... 36

1) Evolution technologique .................................................................................................. 36

2) Impact économique et social ........................................................................................... 37

2.1) Impact économique ................................................................................................. 37

2.2) Impact social ........................................................................................................... 38

CHAPITRE III - RESEAUX 2G ET 3G EN COTE D’IVOIRE .................................................................... 39

I) Réseaux 2G .......................................................................................................................... 39

1) Evolution technologique de la 2G en Côte d’Ivoire ...................................................... 39

2) Impact économique et social ........................................................................................... 40

3) Qualité de service réseau 2G ........................................................................................... 41

4) Zone de couverture de réseaux 2G .................................................................................. 43

II) Réseaux 3G .......................................................................................................................... 44

1) Evolution de la 3G en Côte d’Ivoire ............................................................................... 44

2) Impact économique et social ........................................................................................... 46

2.1) Impact économique ................................................................................................. 46

2.2) Impact social de la 3G en Côte d’Ivoire ................................................................. 47

3) Qualité de service ............................................................................................................ 47

4) Couverture 3G ................................................................................................................. 48

4.1) Orange ..................................................................................................................... 48

4.2) La 3G de MTN ........................................................................................................ 49

4.3) La 3G de MOOV .................................................................................................... 49

CONCLUSION .................................................................................................................................... 50

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES .......................................................................................... 51

ANNEXES ............................................................................................................................................ 53

1) HSDPA, encore plus que la 3G ....................................................................................... 53

2) La technologie HSUPA ................................................................................................... 56

RESUME .............................................................................................................................................. 59

ABSTRACT ......................................................................................................................................... 59

v

LISTE DES FIGURES

FIGURE 1 : ARCHITECTURE RESEAU GSM ................................................................................................................ 15

FIGURE 2 : ARCHITECTURE RESEAU GPRS .............................................................................................................. 17

FIGURE 3 : SERVICES OFFERTS PAR L’UMTS ........................................................................................................... 19

FIGURE 4 – ARCHITECTURE GLOBALE DU RESEAU UMTS ......................................................................................... 19

FIGURE 5 – ARCHITECTURE DU RESEAU D’ACCES ..................................................................................................... 20

FIGURE 6 – NODEB AVEC ANTENNES SECTORIELLES ................................................................................................. 20

FIGURE 7 – NODEB AVEC ANTENNE OMNIDIRECTIONNELLE ..................................................................................... 21

FIGURE 8 – REPRESENTATION GRAPHIQUE DE L’EXEMPLE DE COMMUNICATION ...................................................... 22

FIGURE 9 – PRINCIPE DE L’ETALEMENT DE SPECTRE ................................................................................................ 26

FIGURE 10 – UTILISATION DES CODES OSVF ........................................................................................................... 28

FIGURE 11 – EFFET NEAR-FAR ............................................................................................................................... 29

FIGURE 12 – COMPARAISON DES PUISSANCES SANS CONTROLE DE PUISSANCE ........................................................... 29

FIGURE 13 – COMPARAISON DES PUISSANCES AVEC CONTROLE DE PUISSANCE .......................................................... 29

FIGURE 14 – EXEMPLE DE SOFT HANDOVER ............................................................................................................. 30

FIGURE 15 – EXEMPLE DE HARD HANDOVER ............................................................................................................ 30

FIGURE 16 – LE MECANISME DE SCRAMBLING .......................................................................................................... 32

FIGURE 17 - COUVERTURE DE LA POPULATION PAR UN RESEAU MOBILE EN AFRIQUE............................................ 34

FIGURE 18 - TAUX DE PENETRATION DE LA TELEPHONIE MOBILE EN AFRIQUE (2008) ............................................... 35

FIGURE 19 - EVOLUTION DU PRIX DE LA MINUTE DE COMMUNICATION EN FCFA .................................................. 36

FIGURE 20 : HABITUDE DE CONNEXION INTERNET DES INTERNAUTES ....................................................................... 38

FIGURE 21 – NOMBRE D'ABONNES DE TELEPHONIE FIXE ET MOBILE EN COTE D’IVOIRE DE 1990 A 2011 ................... 40

FIGURE 22 - CARTE ET PARCOURS DE MESURES DE LA QUALITE DE SERVICE .............................................................. 42

FIGURE 23 – COUVERTURE 3G POUR L’OPERATEUR ORANGE .................................................................................. 48

vi

LISTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1 : LES DIFFERENTES GENERATIONS DE TELEPHONIE MOBILE ................................................................ 33

TABLEAU 2 – NOMBRE D’ABONNES, RANG AFRIQUE ET RANG MONDIAL DE LA COTE EN 2010 ET 2011 .............. 40

TABLEAU 3 - CLASSEMENT DES RESEAUX 2G SELON LES SERVICES OFFERTS ....................................................... 42

TABLEAU 4 – CLASSEMENT FINAL DES RESEAUX 2G SELON LES ZONES ................................................................ 43

TABLEAU 5 – COUVERTURE 2G ............................................................................................................................. 43

TABLEAU 6 – TAUX DE COMMUNICATIONS DE QUALITE CORRECTE (TQC) ............................................................ 43

TABLEAU 7 – TAUX D’ECHEC DE SMS DE 2012 A 2013 ......................................................................................... 44

TABLEAU 8 : ACTIVITES DES OPERATEURS GSM EN COTE D’IVOIRE DE 1997 A 2002 ........................................... 45

TABLEAU 9 : ACTIVITES DES OPERATEURS MOBILES EN 2013 ................................................................................ 45

TABLEAU 10 – CLASSEMENT DES RESEAUX 3G SELON LES SERVICES OFFERTS ..................................................... 47

TABLEAU 11 – CLASSEMENT FINAL DES RESEAUX 3G SELON LES ZONES .............................................................. 47

vii

LISTE DES SIGLES ET ABBREVIATIONS

AMPS : Advanced Mobile Phone System

BSC : Base Station Controller

BSS : Base Station Subsystem

CDMA : Code Division Multiple Access

CDMA2000: est une technologie de téléphonie mobile reconnue, comme de troisième

génération (3G) par l'Union internationale des télécommunications (UIT), tout comme

l'UMTS et qui prolonge la technologie américaine de seconde génération (2G), le

CdmaOne.

CDMAOne : est une norme définissant la communication radioélectrique entre un

terminal mobile et une station de base dans un réseau de téléphonie mobile utilisant la

technique de multiplexage CDMA (Code Division Multiple Access).

CS : Circuit Switched

EDGE 115 : Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE acronyme anglais

signifiant tranchant (d'une lame)) est une norme de téléphonie mobile, une évolution

du GPRS qui est-elle même une extension du GSM avec rétrocompatibilité.

EIR : Equipment Identity Register

ETACS : Extended Total Access Communication System

FDD : Frequency Division Duplex

GGSN : Gateway GPRS Support Node

GMSC : Gateway MSC

GPRS : General Packet Radio Service ou GPRS est une norme pour la téléphonie

mobile dérivée du GSM et complémentaire de celui-ci, permettant un débit de données

plus élevé.

GSM : Global System for Mobile Communications (GSM) (historiquement « Groupe

spécial mobile »1) est une norme numérique de seconde génération pour la téléphonie

mobile

HLR : Home Location Register Center

viii

HSDPA (3G+) : High Speed Downlink Packet Access parfois appelé 3.5G, 3G+, H,

ou encore turbo 3G dans sa dénomination commerciale, est un protocole pour la

téléphonie mobile. Il offre des performances dix fois supérieures à la 3G (UMTS

R'99), dont il est une évolution logicielle.

HSUPA : High Speed Downlink Packet Access est un complément de HSDPA (pour

la voie montante. HSUPA, présenté comme le successeur de HSDPA, porte le débit

montant (Uplink) à 5,8 Mbit/s théorique, le flux descendant (Downlink) étant de 14

Mbit/s comme en HSDPA.,

IP : Internet Protocol

LA : Location Area).

MSC : Mobile Switching Center

MSC : Mobile-services Switching Center

NMT : Nordic Mobile Telephone

NodeB : station de base (ou antenne-relais) dans un réseau mobile UMTS

NSS : Network Station Subsystem

PCU : Packet Control Unit)

PDC 82 : Personal Digital Cellular, plus communément appelé PDC est une norme de

téléphonie mobile de seconde génération utilisée au Japon. Il s'agit d'une technique

basée sur le TDMA (Time Division Multiple Access) à l'instar du GSM qui a été

lancée par NTT DoCoMo en 1991 pour remplacer le système existant.

PS : Packet Switched)

PSTN : Public Switched Telephone Network

PTMP : Services point à multipoint

PTP : Services point à point

QoS : Quality of Service

RNC : Radio Network Controller est un élément de la partie radio d'un réseau de téléphonie mobile UMTS qui contrôle les transmissions radio des stations de base. C'est l'équivalent des BSC des réseaux 2G GSM

RRC : Radio Resource Control

SF : Spreading Factor

SGSN : Serving GPRS Support Node

SIM : Subscriber Identification Module

SMS : Services de messages courts

ix

SRNC : Serving RNC

TACS : Total Access Communication System

TDD : Time Division Duplex

TDMA : Time Division Multiple Access

TD-SCDMA : Time Division Synchronous Code Division Multiple Access, est une

technique de transmission pour téléphone mobile dite de troisième génération (3G)

développée par la Chine.

UMTS : Universal Mobile Telecommunications System est l'une des technologies de

téléphonie mobile de troisième génération (3G). Elle est basée sur la technologie W-

CDMA, standardisée par le 3GPP et constitue l'implémentation dominante, d'origine

européenne, des spécifications IMT-2000 de l'UIT pour les systèmes radio cellulaires

3G.

UTRAN : UMTS Terrestrial Radio Access Network

VLR : Visitor Location Register

W-CDMA : Variante de la technique CDMA, le W-CDMA (Wideband Code Division

Multiple Access, "Multiplexage par code à large bande") est une technique de codage

utilisée dans la partie radio (UTRAN) des réseaux de téléphonie mobile UMTS, de

troisième génération.

X.25 : protocole de communication normalisé par commutation de paquets en mode

point à point offrant de nombreux services

10

INTRODUCTION

Au début de notre siècle, le téléphone révolutionna nos moyens de communiquer permettant

enfin de dialoguer à longue distance. Malgré des débuts difficiles, le téléphone fixe est devenu

au même titre que l'eau courante ou l'électricité un service de base.

Dans les années 70, les systèmes de communication ont vu naître les premiers terminaux

mobiles analogiques. Ces systèmes désignent la première génération de la téléphonie mobile

(1G). La volonté d’une meilleure qualité d’écoute, d’une réduction de la taille des systèmes

embarqués et d’une certaine confidentialité ont abouti à l’avènement des systèmes numériques

dans les années 90, on parlera alors de standards de seconde génération (2G) tels que le

GSM, le PDC, le cdmaOne (IS-95).

En 2001, la norme GSM a conduit à l’apparition du GPRS, appelé 2,5G autorisant des débits

plus importants, de 20 à 30kbps. Une évolution majeure a été définie par la norme EDGE,

qualifiée également par la désignation 2,75G.

En effet du fait de son infrastructure cellulaire le réseau GSM offre de bonnes possibilités

d'extension. La transmission numérique sur l'interface radio permet elle aussi un taux optimal

de transfert de données. Enfin la sécurité offerte par ces réseaux étant nettement supérieure

aux anciens systèmes ne peut que rassurer l'utilisateur.

Cependant, la demande croissante de débits de données pour des applications multimédias

telle que l’accès haut débit à l’internet sans fil pour la téléphonie mobile, a nécessité la

définition d’une nouvelle génération de systèmes (3G) avec un débit de 250kbps, dont la

méthode d’accès W-CDMA constitue le cœur du système de radio communication. Le

système W-CDMA interviendra dans l’optique de combler les limites constatés dans les

systèmes de communication existants. La technique vise à faire passer les données en

provenance de plusieurs utilisateurs sur un seul canal, et ce, dans les deux sens. L’ancienne

technologie GSM donnait une fréquence qui était allouée à un utilisateur le temps de la

conversation, mais avec la technologie W-CDMA employée par la 3G, deux innovations

majeures : la bande de fréquence attribuée à la transmission des appels téléphoniques est plus

large, le débit en est d'autant augmenté. La technologie 3G utilise la transmission par paquets,

elle coupe l’information véhiculée en petites fractions, qui sont par la suite acheminées de

façon optimisée sur le canal de communication suivant le trafic considéré et la disponibilité

des canaux de transmission. Cette technologie nous ouvre les portes d’un Internet à portée de

11

la main. La migration vers la troisième génération (3G) est fortement liée au système adopté

pour la 2G. Ainsi de la même manière qu'il existait deux technologies concurrentes majeures

pour la 2G, le GSM et le CDMA, on retrouvera dans la 3G plusieurs variantes. L'évolution du

GSM repose sur la technologie W-CDMA et aboutit à la norme UMTS, tandis que celle du

CDMAOne aux Etats-Unis porte le nom de CDMA2000. Quasiment dans le même temps, la

Chine, qui connait un bouleversement économique sans précédent depuis les années 2000,

préfère faire bande à part et constituer de toute pièce son propre standard 3G : c'est le TD-

SCDMA, qui offre l'avantage de ne pas avoir à verser de droits de propriété intellectuelle aux

occidentaux mais également l'inconvénient d'arriver après les deux autres normes, sans avoir

eu le temps nécessaire à sa maturation industrielle.

L’Afrique emboite le pas avec le déploiement progressif de la technologie 3G, tel est le cas

des pays comme le Maroc, l’Afrique du Sud considérés comme les pionniers dans

l’avènement de cette nouvelle technologie de réseaux mobile. En Afrique subsaharienne

notamment en Côte d’Ivoire on constate également l’arrivée de cette technologie sur le

marché des télécommunications. Le but de notre étude sera de présenter l’évolution

technologique de la 2G à la 3G en Afrique : cas de la Côte d’Ivoire.

La montée en puissance de l’évolution technologique de la téléphonie mobile dans les pays en

voie de développement suscite l’interrogation suivante :

Cette évolution des technologies mobiles ne serait-elle pas source de développement pour les

pays dit pauvres ? Quels impacts technologiques, économiques et sociaux ont eu ces

technologies sur le continent africain particulièrement la Côte d’Ivoire ?

Dans le but d'approfondir la réflexion sur l'évolution technologique de la 2G à la 3G, nous

mènerons une étude approfondie sur les aspects liés à cette évolution. Il s'agira d'abord de

faire un état des lieux sur les réseaux 2G et 3G en présentant au préalable les étapes

d'évolution (1G, 2G, 3G). Nous nous attarderons ensuite sur les enjeux économiques et

sociaux en passant par une étude de cas en de la 2G à la 3G en Afrique et plus

particulièrement de la CI.

12

Chapitre I - Evolution 1G, 2G et 3G La téléphonie a été à l'origine des premiers réseaux de télécommunication, ce type de réseaux

étaient basés sur le transport d'informations analogiques comme l'était, au départ, la

téléphonie fixe. Ces premiers réseaux sont qualifiés de 1ère génération (1G). Les progrès de

l'informatique, la Numérisation de l'information et la banalisation de l'Internet ont fait

converger les réseaux téléphoniques vers les réseaux informatiques avec une volonté (une

nécessité ?) d'unification. Cette tendance a conduit au développement de réseaux d'accès

mobiles de type cellulaire, mettant en application les technologies numériques. Elles ont

notamment donné naissances aux réseaux GSM (2ème génération ou 2G).

De réseau de transmission de services voix, un cadre technique s'est mis en place pour

proposer aussi le transfert de données à des débits plus importants grâce à une gestion

différente, par paquets, des informations échangées.

I) Réseaux 1G La première génération de téléphonie mobile (notée 1G) possédait un fonctionnement

analogique et était constituée d'appareils relativement volumineux. Il s'agissait principalement

des standards suivants :

NMT (Nordic Mobile Telephone) est une norme de téléphonie mobile spécifiée par les

administrations des télécommunications nordiques à partir de 1970. Elle a été mise en service

en 1981 en réponse à la congestion des réseaux de téléphonie mobiles existants à cette époque

(ARP sur la fréquence 150 MHz en Finlande et MTD sur la fréquence 450 MHz en Suède, en

Norvège et au Danemark). Ce réseau de première génération a été ouvert dans des pays tels

que la Suède, le Danemark, la Norvège, d’où le nom de « Nordic » dans son appellation.

Cette norme est basée sur une technologie de téléphonie analogique sans-fil. Sa technologie

de modulation radio est similaire à celle utilisée par les stations radio FM.

AMPS (Advanced Mobile Phone System), apparu en 1976 aux Etats-Unis, constitue le

premier standard de réseau cellulaire. Utilisé principalement Outre-Atlantique, en Russie et en

Asie, ce réseau analogique de première génération possédait de faibles mécanismes de

sécurité rendant possible le piratage de lignes téléphoniques.

TACS (Total Access Communication System) est la version européenne du modèle

AMPS. Utilisant la bande de fréquence de 900 MHz, ce système fut notamment largement

utilisé en Angleterre, puis en Asie (Hong-Kong et Japon).

13

ETACS (Extended Total Access Communication System) est une version améliorée

du standard TACS développé au Royaume-Uni utilisant un nombre plus important de canaux

de communication.

Les réseaux cellulaires de première génération ont été rendus obsolètes avec l'apparition d'une

seconde génération entièrement numérique.

Avantages Inconvénients Premiers radiotéléphones analogiques sans-fil Taille imposante des équipements Pas de confidentialité des communications Réseaux saturés

II) Réseaux 2G

La seconde génération de réseaux mobiles (notée 2G) a marqué une rupture avec la première génération de téléphones cellulaires grâce au passage de l'analogique vers le numérique.

Les principaux standards de téléphonie mobile 2G et 2G+ sont les suivants :

GSM (Global System for Mobile communications), le standard le plus utilisé en

Europe à la fin du XXe siècle, supporté aux Etats-Unis. Ce standard utilise les bandes

de fréquences 900 MHz et 1800 MHz en Europe. Aux Etats-Unis par contre, la bande

de fréquence utilisée est la bande 1900 MHz. Ainsi, on appelle tri-bande, les

téléphones portables pouvant fonctionner en Europe et aux Etats-Unis.

CDMA (Code Division Multiple Access), utilisant une technique d'étalement de

spectre permettant de diffuser un signal radio sur une grande gamme de fréquences.

TDMA (Time Division Multiple Access), utilisant une technique de découpage

temporel des canaux de communication, afin d'augmenter le volume de données

transmis simultanément. La technologie TDMA est principalement utilisée sur le

continent américain, en Nouvelle Zélande et en Asie Pacifique.

GPRS (General Packet Radio Service) est une norme pour la téléphonie mobile

dérivée du GSM permettant un débit de données plus élevé. On le qualifie souvent de

2,5G. Le G est l'abréviation de génération et le 2,5 indique que c'est une technologie à

mi-chemin entre le GSM (2e génération) et l'UMTS (3e génération).

EDGE (Enhanced Data Rates for GPRS Evolution) est une norme de téléphonie

mobile, une évolution du GPRS.

Nous présenterons les principales technologies 2G (GSM) et 2G+ (GPRS et EDGE).

14

1) GSM

1.1) Présentation du standard GSM

Le réseau GSM (Global System for Mobile communications) constitue au début du 21ème

siècle le standard de téléphonie mobile le plus utilisé en Europe. Il s'agit d'un standard de

téléphonie dit « de seconde génération » (2G) car, contrairement à la première génération de

téléphones portables, les communications fonctionnent selon un mode entièrement

numérique.

Baptisé « Groupe Spécial Mobile » à l'origine de sa normalisation en 1982, il est devenu une

norme internationale nommée « Global System for Mobile communications » en 1991.

En Europe, le standard GSM utilise les bandes de fréquences 900 MHz et 1800 MHz. Aux

Etats-Unis par contre, la bande de fréquence utilisée est la bande 1900 MHz. Ainsi, on

qualifie de tri-bande (parfois noté tribande), les téléphones portables pouvant fonctionner en

Europe et aux Etats-Unis et de bi-bande ceux fonctionnant uniquement en Europe.

La norme GSM autorise un débit maximal de 9,6 kbps, ce qui permet de transmettre la voix

ainsi que des données numériques de faible volume, par exemple des messages textes (SMS,

pour Short Message Service) ou des messages multimédias (MMS, pour Multimedia Message

Service).

1.2) Architecture du réseau GSM

Dans un réseau GSM, le terminal de l'utilisateur est appelé station mobile. Une station mobile

est composée d'une carte SIM (Subscriber Identity Module), permettant d'identifier l'usager de

façon unique et d'un terminal mobile, c'est-à-dire l'appareil de l'usager (la plupart du temps un

téléphone portable).

Les terminaux (appareils) sont identifiés par un numéro d'identification unique de 15 chiffres

appelé IMEI (International Mobile Equipment Identity). Chaque carte SIM possède également

un numéro d'identification unique (et secret) appelé IMSI (International Mobile Subscriber

Identity). Ce code peut être protégé à l'aide d'une clé de 4 chiffres appelés code PIN.

15

Figure 1 : Architecture réseau GSM

Plusieurs BTS (base station) sont contrôlées par un BSC (Base Station Controller). Les BSC

sont reliées aux noeuds de commutation du réseau appelés MSC (Mobile-services Switching

Centre) qui comprennent une base de données VLR (Visitor Location Register) dont la

fonction est de localiser l'abonné dans une zone géographique donnée (LA : Location Area).

L'abonné est enregistré dans une base de données centrale appelée HLR (Home Location

Register) ; HLR contient le numéro du dernier VLR (Visitor Location Register) où l'abonné a

été repéré. AUC (AUthentification Centre) est une base de données permettant

l'authentification de l'abonné. Le MSC est également en relation avec des passerelles

permettant de véhiculer les messages vers le réseau téléphonique commuté RTC ou vers

Internet. MS :Le terminal, appelé quelquefois station mobile (MS : Mobile Station) , est

composé d'un équipement électronique et d'une carte à puce appelée carte SIM (Subscriber

Identification Module).

La carte SIM permet ainsi d'identifier chaque utilisateur, indépendamment du terminal utilisé

lors de la communication avec une station de base. La communication entre une station

mobile et la station de base se fait par l'intermédiaire d'un lien radio, généralement appelé

interface air (ou plus rarement interface Um)

16

L'ensemble des stations de base d'un réseau cellulaire est relié à un contrôleur de stations (en

anglais Base Station Controller, noté BSC), chargé de gérer la répartition des ressources.

L'ensemble constitué par le contrôleur de station et les stations de base connectées constituent

le sous-système radio (en anglais BSS pour Base Station Subsystem).

Enfin, les contrôleurs de stations sont eux-mêmes reliés physiquement au centre de

commutation du service mobile (en anglais MSC pour Mobile Switching Center), géré par

l'opérateur téléphonique, qui les relie au réseau téléphonique public et à internet. Le MSC

appartient à un ensemble appelé sous-système réseau (en anglais NSS pour Network Station

Subsystem), chargé de gérer les identités des utilisateurs, leur localisation et l'établissement de

la communication avec les autres abonnés.

Le réseau cellulaire ainsi formé est prévu pour supporter la mobilité grâce à la gestion du

handover, c'est-à-dire le passage d'une cellule à une autre.

Enfin, les réseaux GSM supportent également la notion d'itinérance (en anglais roaming),

c'està-dire le passage du réseau d'un opérateur à un autre.

2) Technologie GPRS

2.1) Présentation du standard GPRS

Le standard GPRS (General Packet Radio Service) est une évolution de la norme GSM, ce qui

lui vaut parfois l'appellation GSM++ (ou GMS 2+). Etant donné qu'il s'agit d'une norme de

téléphonie de seconde génération permettant de faire la transition vers la troisième génération

(3G), on parle généralement de 2.5G pour classifier le standard GPRS. [4]

Le GPRS permet d'étendre l'architecture du standard GSM, afin d'autoriser le transfert de

données par paquets, avec des débits théoriques maximums de l'ordre de 171,2 kbit/s (en

pratique jusqu'à 114 kbit/s). Grâce au mode de transfert par paquets, les transmissions de

données n'utilisent le réseau que lorsque c'est nécessaire. Le standard GPRS permet donc de

facturer l'utilisateur au volume échangé plutôt qu'à la durée de connexion, ce qui signifie

notamment qu'il peut rester connecté sans surcoût.

Ainsi, le standard GPRS utilise l'architecture du réseau GSM pour le transport de la voix, et

propose d'accéder à des réseaux de données (notamment internet) utilisant le protocole IP ou

le protocole X.25.

Le GPRS permet de nouveaux usages que ne permettait pas la norme GSM, généralement

catégorisés par les classes de services suivants :

17

Services point à point (PTP), c'est-à-dire la capacité à se connecter en mode client-

serveur à une machine d'un réseau IP,

Services point à multipoint (PTMP), c'est-à-dire l'aptitude à envoyer un paquet à un

groupe de destinataires (Multicast).

Services de messages courts (SMS)

La notion de Qualité de Service (noté QoS pour Quality of Service), c'est-à-dire la

capacité à adapter le service aux besoins d'une application

2.2) Architecture GPRS

L'intégration du GPRS dans une architecture GSM nécessite l'adjonction de nouveaux nœuds

réseau appelés GSN (GPRS support nodes) situés sur un réseau fédérateur (back one) :

le SGSN (Serving GPRS Support Node, soit en français Nœud de support GPRS de

service), routeur permettant de gérer les coordonnées des terminaux de la zone et de

réaliser l'interface de transit des paquets avec la passerelle GGSN.

le GGSN (Gateway GPRS Support Node, soit en français Noeud de support GPRS

passerelle), passerelle s'interfaçant avec les autres réseaux de données (internet). Le

GGSN est notamment chargé de fournir une adresse IP aux terminaux mobiles

pendant toute la durée de la connexion.

Un module logiciel est toutefois ajouté au BSC : PCU (Packet Control Unit) qui fait la

différence entre les données "circuit" de GSM et les données "paquet" de GPRS.

Comme l'illustre la figure ci-dessous :

Figure 2 : Architecture réseau GPRS

18

3) Technologie EDGE

3.1) Présentation du standard EDGE

Le standard EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution.) est une évolution de la norme

GSM, modifiant le type de modulation. Tout comme la norme GPRS, le standard EDGE est

utilisé comme transition vers la troisième génération de téléphonie mobile (3G). On parle

ainsi de 2.75G pour désigner le standard EDGE.

EDGE utilise une modulation différente de la modulation utilisée par GSM (EDGE utilise la

modulation 8-PSK), ce qui implique une modification des stations de base et des terminaux

mobiles.

L'EDGE permet ainsi de multiplier par un facteur 3 le débit des données avec une couverture

plus réduite. Dans la théorie EDGE permet d'atteindre des débits allant jusqu'à 384 kbit/s pour

les stations fixes (piétons et véhicules lents) et jusqu'à 144 kbit/s pour les stations mobiles

(véhicules rapides).

III) 3G, la migration nécessaire

1) Présentation de la 3G En vue de proposer des services plus innovants dans les domaines de la télécommunication

tels que; visioconférence, visiophonie, internet haut débit, jeu en ligne..., il devient plus

qu’opportun de mettre en place une nouvelle architecture capable de rendre les terminaux

mobiles semblables aux ordinateurs.

Tout comme le réseau 2G, le réseau 3G apparait avec une variante de technologies ; à savoir :

W-CDMA qui aboutit à la norme UMTS en Europe et aux Etats Unis, CDMAone porte le

nom de CDMA2000. Presque dans le même temps, la Chine, préfère faire bande à part et

constituer de toute pièce son propre standard 3G : c'est le TD-SCDMA. La figure ci-après

présente les différents services que propose l’UMTS. Sur l’axe des ordonnées se trouve le

débit demandé pour le service en question. Chacun des services est regroupé par leur type de

connexion (bidirectionnel, unidirectionnel, diffusion point/multipoint).

19

Source : http://www-igm.univ-mlv.fr/~dr/XPOSE2006/eric_meurisse/umts.php#services

2) Architecture du réseau UMTS

Le réseau UMTS est composé d’un réseau d’accès UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) et d’un réseau cœur.

Figure 4 – Architecture globale du réseau UMTS

2.1) Réseau d'accès Utran

Le réseau d’accès UTRAN est doté de plusieurs fonctionnalités. Sa fonction principale est de transférer les données générées par l’usager. Il est une passerelle entre l’équipement usager et le réseau cœur via les interfaces Uu et Iu. Cependant, il est chargé d’autres fonctions :

Sécurité : Il permet la confidentialité et la protection des informations échangées par l’interface radio en utilisant des algorithmes de chiffrement et d’intégrité.

Figure 3 : Services offerts par l’UMTS

20

Mobilité : Une estimation de la position géographique est possible à l’aide du réseau d’accès UTRAN.

Gestion des ressources radio : Le réseau d’accès est chargé d’allouer et de maintenir des ressources radio nécessaires à la communication.

Synchronisation : Il est aussi en charge du maintien de la base temps de référence des mobiles pour transmettre et recevoir des informations.

Le réseau d’accès UTRAN est composé de plusieurs éléments : une ou plusieurs stations de

base (appelées NodeB), des contrôleurs radio RNC (Radio Network Controller) et des

interfaces de communication entre les différents éléments du réseau UMTS.

Figure 5 – Architecture du réseau d’accès

NodeB:

Le rôle principal du NodeB est d’assurer les fonctions de réception et de transmission radio

pour une ou plusieurs cellules du réseau d’accès de l’UMTS avec un équipement usager. Le

NodeB travaille au niveau de la couche physique du modèle OSI (codage et décodage). Nous

pouvons trouver deux types de NodeB :

Figure 6 – NodeB avec antennes sectorielles

21

Figure 7 – NodeB avec antenne omnidirectionnelle

Les interfaces de communication :

Plusieurs types d’interfaces de communication coexistent au sein du réseau UMTS :

Uu : Interface entre un équipement usager et le réseau d’accès UTRAN. Elle permet la

communication avec l’UTRAN via la technologie CDMA.

Iu : Interface entre le réseau d’accès UTRAN et le réseau cœur de l’UMTS. Elle

permet au contrôleur radio RNC de communiquer avec le SGSN.

Iur : Interface qui permet à deux contrôleurs radio RNC de communiquer.

Iub : Interface qui permet la communication entre un NodeB et un contrôleur radio

RNC.

RNC :

Le rôle principal du RNC est de router les communications entre le NodeB et le réseau cœur

de l’UMTS. Il travaille au niveau des couches 2 et 3 du modèle OSI (contrôle de puissance,

allocation de codes).

Le RNC constitue le point d’accès pour l’ensemble des services vis-à-vis du réseau cœur.

Exemple :

Lorsqu’une communication est établie par un équipement usager, une connexion de type RRC

(Radio Resource Control) est établie entre celui-ci et un RNC du réseau d’accès UTRAN.

Dans ce cas de figure, le RNC concerné est appelé SRNC (Serving RNC). Si l’usager se

déplace dans le réseau, il est éventuellement amené à changer de cellule en cours de

communication. Il est d’ailleurs possible que l’usager change de NodeB vers un NodeB ne

dépendant plus de son SRNC. Le RNC en charge de ces cellules distantes est appelé «

controlling RNC ». Le RNC distant est appelé « drift RNC » du point de vue RRC. Le « drift

RNC » a pour fonction de router les données échangées entre le SRNC et l’équipement

usager.

22

Figure 8 – Représentation graphique de l’exemple de communication

2.2) Réseau cœur

Le réseau cœur de l’UMTS est composé de trois parties dont deux domaines :

Le domaine CS (Circuit Switched) utilisé pour la téléphonie Le domaine PS (Packet Switched) qui permet la commutation de paquets. Les éléments communs aux domaines CS et PS

Ces deux domaines permettent aux équipements usagers de pouvoir gérer simultanément une

communication paquets et circuits. Ces domaines peuvent être considérés comme des

domaines de service. Ce type d’architecture permet de pouvoir créer ultérieurement d’autres

domaines de service.

Le schéma représente l’architecture du réseau cœur de l’UMTS :

23

Figure 10 – Architecture du réseau cœur de l’UMTS

2.3) Eléments communs

Le groupe des éléments communs est composé de plusieurs modules :

Le HLR (Home Location Register) représente une base de données des informations

de l’usager : l’identité de l’équipement usager, le numéro d’appel de l’usager, les

informations relatives aux possibilités de l’abonnement souscrit par l’usager.

Le AuC (Authentication Center) est en charge de l’authentification de l’abonné, ainsi

que du chiffrement de la communication. Si une de ces deux fonctions n’est pas

respectée, la communication est rejetée. Le Auc se base sur le HLR afin de récupérer

les informations relatives à l’usager et pour ainsi créer une clé d’identification.

L’EIR (Equipment Identity Register) est en charge de la gestion des vols des

équipements usagers. Il est en possession d’une liste des mobiles blacklistés par un

numéro unique propre à chaque équipement usager, le numéro IMEI (International

Mobile station Equipment Identity).

2.4) Le domaine CS

Le domaine CS est composé de plusieurs modules :

24

Le MSC (Mobile-services Switching Center) est en charge d’établir la communication

avec l’équipement usager. Il a pour rôle de commuter les données.

Le GMSC (Gateway MSC) est une passerelle entre le réseau UMTS et le réseau

téléphonique commuté PSTN (Public Switched Telephone Network). Si un

équipement usager contacte un autre équipement depuis un réseau extérieur au réseau

UMTS, la communication passe par le GMSC qui interroge le HLR pour récupérer les

informations de l’usager. Ensuite, il route la communication vers le MSC dont dépend

l’usager destinataire.

Le VLR (Visitor Location Register) est une base de données, assez similaire à celle du

HLR, attachée à un ou plusieurs MSC. Le VLR garde en mémoire l’identité

temporaire de l’équipement usager dans le but d’empêcher l’interception de l’identité

d’un usager. Le VLR est en charge d’enregistrer les usagers dans une zone

géographique LA (Location Area).

2.5) Le domaine PS

Le domaine PS est composé de plusieurs modules :

Le SGSN (Serving GPRS Support Node) est en charge d’enregistrer les usagers dans

une zone géographique dans une zone de routage RA (Routing Area)

Le GGSN (Gateway GPRS Support Node) est une passerelle vers les réseaux à

commutation de paquets extérieurs tels que l’Internet.

3) Principe de la technologie W-CDMA L'interface radio de l'UMTS se base sur le W-CDMA (Wideband Code Division Multiple

Access). Cependant, le W-CDMA se base sur une technique plus ancienne qui est le CDMA

(Code Division Multiple Access). Afin de comprendre les concepts du W-CDMA, il est

important de comprendre la technique du CDMA.

3.1) CDMA

Le CDMA (Code Division Multiple Access) est utilisé dans de nombreux systèmes de

communication. Il permet d’avoir plusieurs utilisateurs sur une même onde porteuse. Les

transmissions sont numérisées, dites à étalement de spectre. L’étalement du spectre rend le

signal moins sensible aux fluctuations sélectives en fréquence. Le signal est ainsi transmis sur

une bande de fréquences beaucoup plus large que la bande de fréquences nécessaire.

25

Les avantages :

Efficacité spectrale Sécurité de la transmission : le signal codé est détectable comme étant du bruit. Handover Gestion du plan de fréquences Concentration de trafic

Principe de l’étalement de spectre :

Le W-CDMA réalise un étalement de spectre selon la méthode de répartition par séquence

directe (Direct Sequence).

Pour cela, chaque bit de l’utilisateur à transmettre est multiplié (OU exclusif) par un code

pseudo aléatoire PN (Pseudo random Noise code) propre à cet utilisateur. La séquence du

code (constituée de N éléments appelés "chips") est unique pour cet utilisateur, et constitue la

clé de codage. Cette dernière est conservée si le symbole de donnée est égal à 1, sinon elle est

inversée. La longueur L du code est appelée facteur d’étalement SF (Spreading Factor).

Si chacun des symboles a une durée Tb, on a 1 chip toutes les Tb/N secondes. Le nouveau

signal modulé a un débit N fois plus grand que le signal initialement envoyé par l'usager et

utilisera donc une bande de fréquences N fois plus étendue.

Nous avons donc une relation entre le débit initial et le débit final du type :

Remarque : La relation ci-dessus nous permet de dire que plus le facteur d’étalement SF est

élevé, plus le Débit Chip sera élevé. Cela implique que le débit de données du canal sera

élevé. Les canaux à débits variables peuvent être libérés en fonction des besoins de

l’utilisateur.

26

Figure 9 – Principe de l’étalement de spectre

Afin de pouvoir lire le message codé envoyé, le récepteur doit réaliser la même opération. En

effet, ce dernier génère la même séquence d’étalement qu’il multiplie au signal reçu afin

d’obtenir les données. Les données des autres utilisateurs (pas de multiplication avec la

séquence d’étalement) restent étalées.

Codes d’étalement :

Chaque utilisateur possède un code, il est donc nécessaire de n’avoir aucune interférence entre

ceux-ci. Pour cela, nous utilisons des codes orthogonaux dits codes OVSF (Orthogonal

Variable Spreading Factor Code) afin de modifier le facteur d’étalement et de conserver

l’orthogonalité des différents codes d’étalement.

Ces codes sont définis par un arbre OVSF où chaque nœud possède 2 fils. Les codes des 2 fils

sont issus du code de leur père commun, c'est-à-dire que leur code est composé par le code du

père et de son complémentaire. L’arbre des codes OVSF ainsi créé peut être représenté sous la

forme de la matrice de Hadamard.

27

Figure 14 – Arbre des codes OVSF

L’arbre ci-dessus, nous montre la relation entre le facteur d’étalement et le nombre de codes

disponibles pour un étalement donné. Il est important de savoir que le facteur d’étalement SF

détermine la longueur du code.

Le nombre de bits dans les trames des canaux dédiés pour le transfert des données se trouve

par l’intermédiaire de la relation suivante :

Comme k est compris entre 0 et 6, les valeurs du facteur d’étalement SF peut être égal à 7 valeurs.

k 0 1 2 3 4 5 6

SF 256 128 64 32 16 8 4

Dans un tel arbre, il n’est possible d’utiliser tous les codes OVSF simultanément. Comme

nous l’avons vu, le code de chaque nœud est déterminé en fonction du code du nœud père.

Cela implique donc que pour une branche, les codes ont une relation entre eux, ce qui

empêche l’utilisation d’autres codes lorsque l’un d’entre eux est utilisé.

28

Figure 10 – Utilisation des codes OSVF

La figure ci-dessus nous indique que le code est utilisé, ce qui empêche tous les autres codes

de la même branche d’être utilisés. Cette règle impose une contrainte forte sur les

disponibilités des canaux pour le haut-débit, ce qui implique que le nombre d’utilisateurs

simultanés en téléchargement de données est limité.

3.2) Contraintes

Il existe certaines contraintes quant à l’utilisation de cette technologie.

L'effet near-far

On parle d’effet near-far lorsqu’un appareil mobile émet à une puissance trop élevée qui

empêche tous les autres appareils mobiles du voisinage. L’appareil mobile à forte puissance

éblouit son entourage.

Prenons par exemple un appareil mobile émetteur se trouvant au pied de la station de bases et

d’autres appareils mobiles en périphérie dont leur puissance qui arrive au pied de la station de

base est affaiblie par la distance. Ces dernières seront masquées par le signal de l’émetteur

puissant.

Pour remédier à ce problème, il est possible de mettre en place un système de contrôle de

puissance. Le système de contrôle rapide en boucle fermée (Closed-loop Power Control) a été

retenu pour le W-CDMA. Ce système permet à la station de base de réaliser des estimations

régulières (1500 fois par seconde pour chaque mobile) du rapport signal à interférence (Signal

to Interference Radio) en les comparant avec la valeur du rapport signal à interférence du

destinataire. Si l’estimation de cette valeur est supérieure à la valeur du destinataire, la station

de base demande à l’appareil mobile concerné de réduire sa puissance d’émission ou de

l’augmenter.

Le contrôle de puissance permet à la station de base de recevoir les signaux de même

29

puissance. Ce mécanisme permet de prendre en compte tout type de variation

d’affaiblissement.

Le schéma ci-dessous illustre ce phénomène de near-far. En effet, nous avons 3 équipements

mobiles qui sont connectés à la même station de base. Cependant, du fait de leur distance à

celle-ci, leur puissance est différente à l’arrivée du signal à la station de base.

Figure 11 – Effet Near-Far

Les deux schémas ci-dessous présentent les puissances reçues par la station de base sans et avec contrôle de puissance :

Sans contrôle de puissance

Figure 12 – Comparaison des puissances sans contrôle de puissance

Avec contrôle de puissance

Figure 13 – Comparaison des puissances avec contrôle de puissance

30

Les handovers

Les appareils mobiles permettent de communiquer en mouvement. Cela implique qu’il arrive

que ceux-ci se retrouvent dans une zone de chevauchement de deux cellules. Il ne faut en

aucun cas couper une communication. Il existe plusieurs sortes de handovers :

Softer handover : lorsqu’un appareil mobile se trouve dans une zone commune de

deux secteurs couverts par la même station de base.

Soft handover : lorsqu’un appareil mobile se trouve dans une zone de couverture

commune à deux stations de base. Les communications du mobile empruntent

simultanément deux canaux différents pour atteindre les deux stations de base.

Figure 14 – Exemple de soft handover

Hard handover inter-fréquences : permet à un appareil mobile de passer d’une

fréquence à une autre.

Hard handover inter-systèmes : permet à un appareil mobile de passer d’un système à

un autre

Figure 15 – Exemple de hard handover

Le fast-fading

On appelle Fast-Fading l’annulation de deux ondes déphasées d’une demi-longueur et ayant

emprunté plusieurs parcours.

31

Prenons comme exemples deux ondes ayant une différence de longueur égale à une demi-

longueur d’onde ; elles arrivent pratiquement au même moment au récepteur. Leur déphasage

d’une demi-longueur fait qu’elles s’annulent à cet instant. Cela est du aux différents parcours

empruntés par les ondes. L’autre facteur d’une telle annulation est le fait que le récepteur soit

immobile ou se déplace à faible vitesse.

Cependant, il est possible de remédier à ce problème par l’intermédiaire de protocoles de

codage, d’entrelacement et de retransmission qui ajoutent de la redondance et de la diversité

temporelle au signal. Ainsi, malgré les atténuations des signaux, le récepteur sera apte à

récupérer les données envoyées. De plus, il est possible de recombiner l’énergie du signal en

utilisant de multiples récepteurs à corrélation. Ces derniers corrigent tous les changements de

phase ou d’amplitude.

Les trajets multiples

La transmission des signaux dans un canal est caractérisée par de multiples réflexions,

diffractions et atténuations du signal. Ces phénomènes sont provoqués par les obstacles

rencontrés par les signaux. C’est pour cette raison que ces derniers empruntent des trajets

multiples afin d’atteindre leur cible. Il en résulte que le signal réalise des temps de trajet

variables en fonction du chemin emprunté ; il en est de même pour la puissance du signal qui

peut varier. Le récepteur peut recevoir plusieurs fois le même signal décalé. Ce temps de

décalage peut varier de 2 µs en ville à 20 µs dans des zones vallonnées. Il est donc impératif

que le récepteur sache identifier et séparer les différentes composantes dans le but de

reconstituer les données.

3.3) Particularité du W-CDMA

Le W-CDMA se base sur le CDMA mais utilise une bande passante plus large ce qui

implique des débits supérieurs.

Multiplexage

Le W-CDMA propose deux types de multiplexage : le FDD (Frequency Division Duplex) et

le TDD (Time Division Duplex).

Le multiplexage de type FDD utilise une bande passante de 5 Mhz pour le débit descendant,

et une bande passante de 5 Mhz pour le débit montant. Le débit maximal supporté par un seul

code est de 384 kbit/s. Afin de pouvoir supporter un débit de 2 Mbit/s, plusieurs codes sont

nécessaires.

32

Le multiplexage de type TDD n'utilise qu'une seule bande passante de 5 Mhz divisée en

portions de temps (time slot) utilisables aussi bien pour le débit montant que pour le débit

descendant. Elle comprend donc une composante TDMA (Time Division Multiple Access) en

plus de la séparation par code. Cela permet d’obtenir une large gamme de débits de services

en allouant plusieurs codes ou plusieurs intervalles de temps à un utilisateur.

Scrambling

Le scrambling, réalisé par l’émetteur, permet de séparer les différents signaux d’une même

station de base ou d’un même terminal sans modifier ni le débit, ni la bande passante. Cela

permet d’étaler un signal par plusieurs émetteurs avec le même code d’étalement sans

compromettre la détection des signaux par le récepteur. Il existe un arbre de codes

d’étalement pour chaque code de scrambling, ce qui permet aux émetteurs d’utiliser leurs

arbres de codes indépendamment.

Figure 16 – Le mécanisme de scrambling

Relations entre le code d’étalement et le code de scrambling :

Fonctionnalités Code d’étalement Code de scrambling

Famille de

codes

OVSF Gold

Utilisation Débit montant : Séparation des canaux de données

d'un même terminal.

Débit descendant : Séparation des connexions des

différents utilisateurs d'une même cellule.

Débit montant : Séparation

des terminaux.

Débit descendant :

Séparation des cellules.

4) Comparaison du W-CDMA avec la 2G

Le W-CDMA est doté de nombreux avantages par rapport aux technologies utilisées dans la seconde génération (2G) de télécommunications mobiles. La sécurité est nettement améliorée. En effet, le signal, perçu comme un bruit, est codé par une séquence connue uniquement par l’émetteur et le récepteur.

33

La sensibilité aux interférences extérieures est réduite puisque les brouilleurs sont réduits lors du desétalement.

Plusieurs émetteurs peuvent partager la bande passante. Cela permet d’obtenir des débits supérieurs, en plus d’être variables. De plus, ce partage évite le multiplexage existant en 2G.

Tableau 1 : Les différentes générations de téléphonie mobile

5) Qualité de service

L’UMTS propose 4 classes de qualité de services selon les applications :

La classe Conversational qui permet aux conversations vocales de proposer une bande

passante contrôlée avec échange interactif en temps réel avec un minimum de délai entre les

paquets.

La classe Streaming qui permet aux services de streaming de fournir une bande

passante continue et contrôlée afin de pouvoir transférer la vidéo et l’audio dans les

meilleures conditions.

La classe Interactive destinée à des échanges entre l’équipement usager et le réseau

comme la navigation Internet qui engendre une requête et une réponse par le serveur distant.

La classe Background, qui affiche la plus faible priorité, permet des transferts de type

traitements par lots qui ne demandent pas de temps réel et un minimum d’interactivité (envoi

et réception de messages électroniques).

En somme la téléphonie mobile a connu une nette évolution tant au niveau de la qualité des

services que des technologies utilisés. Cependant, comment a été cette évolution en Afrique ?

34

Chapitre II - Evolution des Réseaux 2G et 3G en Afrique

I) 2G en Afrique

1) Evolution technologique Depuis la fin des années 1990, les pays en développement accèdent de plus en plus

massivement à la téléphonie mobile. Les taux de couverture ont rapidement progressé alors

que les prix ont fortement baissé – particulièrement en Afrique.

Néanmoins, il existe dans ce contexte un potentiel inexploité encore important et de fortes

inégalités de desserte entre les différents pays – mais aussi au sein des pays eux-mêmes. Les

opérateurs ont encore d’importants progrès à faire pour améliorer l’accès à leurs services des

populations les plus pauvres, en particulier dans les zones rurales. Les données chiffrées

présentées ici traduisent la réalité de la téléphonie mobile dans les pays en développement, et

plus particulièrement sur le continent africain jusqu’en 2008.

Sources : Union internationale des télécommunications, 2009. Profils statistiques 2009 de la

société de l’information – Afrique, document de travail (en préparation de la Conférence

mondiale de développement des télécommunications de 2010).

Minges, M., Briceño-Garmendia C., Williams, M., Ampah, M., Camos, D., Shkratan, M.,

2008.

Diagnostics des infrastructures nationales en Afrique – Technologies de l’information et de la

communication en Afrique subsaharienne : Étude sectorielle, Banque mondiale, document de

référence 10

Figure 17 - Couverture de la population par un réseau mobile en Afrique

35

* Les données de ces huit pays sont datées de 2007 et sont issues du site Internet de l’Union

internationale de télécommunication (www.itu.int).

Source : Union internationale des télécommunications, 2009. Profils statistiques 2009 de la

société de l’information – Afrique, document de travail (en préparation de la Conférence

mondiale de développement des télécommunications de 2010).

2) Impact économique Les opérateurs de téléphonie mobile ont investi en moyenne près de 11 milliards de dollars

par an sur le continent africain entre 2006 et 2008. Ces niveaux d’investissement devraient se

maintenir sur les cinq prochaines années (10.4 milliards de dollars, mais devraient représenter

une part moindre du chiffre d’affaires des opérateurs (18 % contre 30 % dans le passé).

Source : AfricaNext, 2009. The Future of African Mobile Profitability: Stupendous Value,

Mobile Darwinism & The Next Phase of Growth, AfricaNext, report AFN2223025

Figure 18 - Taux de pénétration de la téléphonie mobile en Afrique (2008)

36

En 2010, ce secteur a généré 70 milliards de dollars de revenus, soit 3,5% du PNB total du

continent africain et 5,4 millions d'emplois directs et indirects ont été généré.

Les télécoms sont le premier secteur contributeur du PNB dans de nombreux pays (Ex:

Kenya, Sénégal) : 10% d’augmentation de pénétration mobile contribue à 0,80 points de PNB

Source : Numéro 4 de «Secteur Privé et Développement » novembre 2009 - la téléphonie

mobile dans les pays en développement : quels impacts économiques et sociaux ? P.21

II) 3G en Afrique

1) Evolution technologique Les progrès réalisés au niveau de l’efficacité spectrale et des outils d’optimisation de

réseau, le déploiement de solutions IP et des configurations de réseau plus rentables ont

permis aux opérateurs d’augmenter la capacité du réseau pour un coût relativement

marginal et de réduire les dépenses d’exploitation.

La forte baisse du coût moyen de l’implantation et du fonctionnement d’une station de base

(BTS) a également permis à de nouveaux acteurs d’entrer sur les marchés plus rapidement

que cela n’était possible auparavant. Les progrès technologiques ont rendu la téléphonie

mobile plus abordable et plus accessible. Les plateformes prépayées ont été perfectionnées,

permettant aux clients d’acheter du temps de communication à un tarif pouvant

descendre jusqu’à 0,25 dollar par minute, de partager du temps de communication, et même

d’acheter du temps de communication à crédit. Les prix des téléphones ont été fortement

réduits, grâce à l’introduction de combinés à bas coût, disponibles à 15 dollars l’unité environ.

Figure 19 - Evolution du prix de la minute de communication en FCFA

37

L'essor du secteur de la téléphonie mobile sur le continent africain a défié toutes les

prévisions. L'Afrique reste la région du monde qui connaît la plus forte croissance annuelle du

nombre d'abonnés mobiles, puisqu'on a dénombré pas moins de 65 millions de nouveaux

abonnés en 2007.

Début 2008, on recensait plus de 250 millions d'abonnés mobiles sur le continent. Le taux de

pénétration de la téléphonie mobile est passé de 1 pour 50 habitants au début des années 2000

à près d'un tiers de la population actuelle. Par ailleurs, la répartition des abonnés mobiles est

aujourd'hui plus uniforme. Alors que la République Sud-Africaine représentait plus de la

moitié de l'ensemble des abonnés au téléphone mobile en Afrique en 2000, près de 85% des

abonnés au mobile se trouvaient dans d'autres pays en 2007. Le succès du mobile, dû en

grande partie à l'ouverture à la concurrence, a également favorisé l'apparition de services

novateurs comme le micro paiement en mode prépaiement (recharge), l'itinérance

interrégionale avec tarif unique et l'essor des applications du commerce mobile.

2) Impact économique et social

2.1) Impact économique

Le boom de la téléphonie mobile a eu un impact considérable sur l’économie dans son

ensemble. Dans certains pays, les télécommunications constituent l’une des principales

sources d’investissement direct étranger, souvent supplantée uniquement par les

industries du pétrole et du gaz. Les revenus et les dépenses relatives aux

télécommunications contribuent aujourd’hui à hauteur de 5 voire 10 % du PIB dans de

nombreux pays. Les investissements dans les réseaux de téléphonie mobile en Afrique

ont atteint environ 12,5 milliards de dollars en 2008, et les investissements dans les

télécommunications ont atteint environ 5 à 6 % du total des dépenses d’investissement sur le

continent. De plus, le secteur de la téléphonie mobile a contribué directement et

indirectement à favoriser l’emploi, en particulier par l’établissement de réseaux étendus

d’agents, de fournisseurs et de sous-traitants. Au Nigeria par exemple, le réseau de

distribution de MTN inclut plus de 10 000 vendeurs, 30 000 revendeurs et plus de 50 000

points de vente fixes et ambulants (Farroukh, 2006).

L’impact des réseaux de téléphonie mobile sur les autres secteurs de l’économie est

tout aussi important. Les institutions financières proposent par exemple de plus en plus

de services de banque à distance, via la téléphonie mobile, afin de développer et de

38

diversifier leurs offres. De nouvelles applications, telles que M-PESA au Kenya par

exemple, permettent ainsi le transfert d’argent. La plateforme mobile devient également un

outil de développement du potentiel économique des zones urbaines et rurales. En

Ouganda par exemple, MTN a lancé un service combinant son réseau de téléphonie mobile

à la plateforme Google, permettant ainsi aux utilisateurs finaux d’accéder à des

informations de base par le biais de services de messagerie.

2.2) Impact social

La fièvre des médias sociaux s’est emparée de l’Afrique subsaharienne depuis 5 ans, avec

l’apparition de champions locaux comme Mxit en Afrique du sud. L’Internet devient un

nouveau média qui est clé dans le développement de l’Afrique, avec en rebond des nouvelles

activités comme la publicité digitale.

Ainsi l’Internet mobile se démocratise et devient désormais beaucoup plus développé que

l’internet fixe en Afrique subsaharienne

Source : Vincent Douin, Nouvelles technologies de communication et nouveaux médias en

Afrique Subsaharienne, Colloque 4M Abidjan, 29 Novembre 2012, p.7

Figure 20 : Habitude de connexion Internet des internautes

39

Chapitre III - Réseaux 2G et 3G en Côte d’Ivoire

I) Réseaux 2G

1) Evolution technologique de la 2G en Côte d’Ivoire 1994 : c’est seulement en 1994 que le secteur de la téléphonie cellulaire voit le jour en

Côte d’Ivoire avec l’arrivée sur le marché de COMSTAR et son offre Cora. Face à cette

nouvelle donne, le consommateur ne sait comment se comporter. La tâche est alors grande

pour ce premier opérateur. COMSTAR doit donc mettre en place une stratégie de

communication qui vise non seulement à informer le marché mais surtout à l’éduquer à cette

nouvelle technologie: Ce qui nécessite de grands investissements. La téléphonie cellulaire à

cette époque manquait d’accessibilité quant à son prix et donc était considérée comme un

produit de luxe.

1996 : deux ans plus tard c'est-à-dire en 1996, IVOIRIS fait son entrée sur le marché

suivie de LOTENY TELECOM. Le marché devient concurrentiel et la population s’intéresse

de plus en plus à la téléphonie cellulaire. Mais le prix de la communication reste toujours

élevé.

2001 : La Société Ivoirienne de Mobiles (IVOIRIS) est rachetée par le groupe Orange

et deviendra, le 18 mars 2002, Orange Côte d'Ivoire.

2002 : avec le début de la guerre en Côte d’Ivoire, CORA de COMSTAR rencontre

des difficultés. La société ivoiro-américaine (International Wireless était actionnaire au

départ) avait dépensé beaucoup d’argent et d’énergie pour promouvoir le concept général du

téléphone portable. Ainsi COMSTAR aura défriché le terrain pour les autres. Car en 2003,

elle sort de la course qui désormais est courue sans trop de ferveurs par ORANGE et

TELECEL. Orange est alors le leader du marché avec à son actif plus de 1 500 000 clients.

2005 : TELECEL est racheté par MTN qui, à l'instar d'ORANGE, est également un

groupe international. La concurrence s'accentue sur le marché de la téléphonie cellulaire.

Vient s’ajouter à ces concurrents MOOV du groupe Atlantique Télécom.

2007 : apparition de l'opérateur KOZ. Il fait son lancement le 4 juin 2007, ayant

investi 100 000 000 de francs CFA pour l’acquisition du matériel nécessaire au lancement du

service et l’achat de la licence auprès de l’ATCI.

2012 : lancement de Café Mobile. Cet opérateur représente un investissement de plus

de 40 milliards de francs CFA, dont 20 milliards pour l'acquisition de la licence pour 10 ans

L’avènement de la technologie 2G a révolutionné la manière de communiquer des utilisateurs,

qui communiquaient via le réseau de téléphone fixe.

40

Cette technologie a permis l’utilisation du téléphone mobile pour un grand nombre

d’utilisateurs.

Cette période est marquée par l’utilisation du SMS, de la messagerie vocale, et de l’internet

mobile avec des débits maximales atteignant 64 kbps (kbits/s).

2) Impact économique et social De deux opérateurs de téléphonie mobile au départ nous sommes passées à 3 puis à 6 de nos

jours. Cela a favorisé l’augmentation du nombre d’abonnés utilisant le mobiles, les habitudes

de communications des utilisateurs sont modifiés ; ce qui peut s’expliquer par la diversité des

opérateurs ainsi des services proposés. Cela s’est traduit par cette courbe

Figure 21 – Nombre d'abonnés de téléphonie fixe et mobile en Côte d’Ivoire de 1990 à 2011

Source : JDN d’après banque mondiale

Cote d'Ivoire Rang Afrique Rang monde

Téléphonie mobile

Nombre d'abonnés (2011) 17 416 379 n°10 sur 54 n°50 sur 195

Taux de pénétration (2011) 86,42 % n°15 sur 54 n°108 sur 195

Téléphonie fixe

Nombre d'abonnés (2010) 283 343 n°17 sur 54 n°113 sur 195

Taux de pénétration (2010) 1,33 % n°27 sur 54 n°150 sur 195

Tableau 2 – Nombre d’abonnés, Rang Afrique et Rang Mondial de la Côte en 2010 et 2011

Source : JDN d’après banque mondiale

41

Le secteur des Technologies de l'information et de la communication (Tic) se porte bien en

Côte d'Ivoire. Ce milieu n'a pas été impacté par la crise de 2002 à 2011. Cela a été possible

grâce aux actions du ministère en charge du secteur, qui se traduisent par une croissance

continue depuis seize ans.

La téléphonie mobile représente 80% du chiffre d'affaires global dans le secteur des

Technologies de l'information et de la communication (Tic). Six opérateurs se partagent près

de 16 millions d'utilisateurs mobile, sur une population totale d'environ 20 millions

d'habitants. Soit un taux de pénétration de plus de 62%. Le groupe Orange, filiale de France

Télécom et le groupe sud-africain MTN figurent en bonne position, avec respectivement 33%

de parts de marché chacun, suivi par l'émirati Moov (18%), le libanais Comium/Koz (10%) et

le libyen GreenN (6%). Le nouvel arrivant ''Niamoutié Télécom S.A'', qui commercialise la

marque Café mobile, vise même 1 million d'abonnés jusqu'à la fin 2012. Ce qui peut être

possible si Café mobile sait capter les parts de marché des concurrents, tout en attirant la

frange de la population non encore connectée. Cette concurrence devrait avoir pour

conséquence la baisse des tarifs de communication qui sont déjà passés de 800 FCFA/min en

1997 à plus ou moins 70 FCFA/min ces dernières années. Quant au réseau de téléphonie fixe,

il est l'affaire de deux compagnies : Côte d'Ivoire Télécom (opérateur historique au capital

détenu par France Télécom) à 43% et l'Etat de Côte d'Ivoire 57%. Ensuite, arobase Telecom,

implantée en 2004 en Côte d'Ivoire et rachetée par MTN en 2008. Le nombre d'abonnés

stagne autour de 300.000 (dont 96% pour Côte d'Ivoire Télécom et 4% pour MTN), soit un

taux de pénétration de 1,7%.

3) Qualité de service réseau 2G Concernant la qualité de service du réseau 2G en Côte d’Ivoire, nous nous appuyons sur

l’enquête réalisée en 2013 par l’Autorité de Régulation des Télécommunications des

communications de Côte d’Ivoire. Dans cette étude, les services fournis par les opérateurs ont

été audité selon les critères suivants :

Découpage du territoire en trois(03) zones, soient 54 villes pour les trois zones

Regroupement des axes routiers;

Pondération de chaque zone et axe routier;

Pour chaque service audité, pondération des KPI (Indicateur de Performance);

Pondération des services audités validée avec les opérateurs (Taux d’Echec, Taux de

coupures, Taux de communications blanches, Taux de qualité parfaite, etc).

42

Figure 22 - Carte et parcours de mesures de la qualité de service

Au terme de la campagne:

Le meilleur opérateur Voix (End To End) est Orange-CI;

Les meilleurs opérateurs Voix Incar (Villes et axes) sont MTNCI Et COMIUM;

Les meilleurs opérateurs SMS est Oricel et Comium;

Le meilleur opérateur Data smart 2G (MMS, navigation et téléchargement

smartphone) est MTN-CI;

Le meilleur opérateur 2G est Orange-CI et MTN-CI

Tableau 3 - Classement des Réseaux 2G selon les services offerts

43

Source ARTCI : (2013)

4) Zone de couverture de réseaux 2G

Par rapport à 2012, on constate une nette amélioration de la couverture 2G pour l’ensemble

des opérateurs.

Tableau 4 – Classement final des Réseaux 2G selon les zones

Tableau 5 – Couverture 2G

Tableau 6 – Taux de communications de qualité correcte (TQC)

44

Par rapport à 2012, l’on relève une baisse de la qualité des communications chez trois

opérateurs à savoir MTN, Oricel et Comium et une hausse chez Orange et MOOV.

Les comparaisons révèlent un taux d’échec en hausse par rapport à 2012, pour les opérateurs

Orange, MTN et ORICEL.

IL faut noter toutefois une nette amélioration pour l’opérateur Moov qui passe de 12,11% à

2,28% de taux d’échec;

II) Réseaux 3G

1) Evolution de la 3G en Côte d’Ivoire Avec l’avènement de la 3G, les opérateurs mobiles pourront fournir de nouveaux services

innovants de qualité, aux consommateurs. Ainsi, la 3G permet de fournir aux utilisateurs des

services de communication mobile à haut débit, incluant notamment la visiophonie, la

visioconférence, la messagerie multimédia, le transfert de fichiers de grande taille, la

géolocalisation, etc.

A l’instar des autres pays, notre pays la CI s’est vu transformer, métamorphoser avec

l’évolution technologique de la 2G à la 3G jusqu’en 2010, les opérateurs mobiles proposaient

les services GSM, ce n’est qu’en 2012 le réseau 3G fait son apparition au sein des opérateurs

mobiles. Cette évolution technologique de la 2G à la 3G, a permis une montée fulgurante sur

le plan technologique.

La Cote d’Ivoire possède l’un des secteurs mobiles les plus denses du continent africain. A

l’heure actuelle, six opérateurs de services mobiles se partagent un marché de 20 millions de

Tableau 7 – Taux d’échec de SMS de 2012 à 2013

45

personnes, avec un taux de pénétration avoisinant les 80%. Parmi ces 6 opérateurs, 3

commercialisent la 3G.

Source : Les Télécommunications en Côte d’Ivoire.12p de Didier KLA (2002)

Source : BILE, D. (2014). AUDIT DE LA QUALITE DES RESEAUX MOBILES 2G ET 3G

EN COTE D’IVOIRE. P 6 [en ligne]

Disponible sur news.abidjan.net/documents/docs/auditartci.pdf

Tableau 8 : Activités des opérateurs GSM en Côte d’Ivoire de 1997 à 2002

Tableau 9 : Activités des opérateurs mobiles en 2013

46

2) Impact économique et social

2.1) Impact économique

Le nombre d’abonnés au téléphone mobile en Côte d’Ivoire est passé de 19,8 millions de

janvier à 20,5 millions au mois de juillet 2013, avec "20 à 30% de multi-puces", soit "16

millions de personnes réelles ayant un téléphone mobile", a indiqué mercredi à Abidjan Bruno

Koné, ministre ivoirien de la Poste et des TIC, à une conférence de presse.

M. Bruno Koné a assuré que son département allait poursuivre les efforts en matière de

couverture du territoire national concernant la téléphonie, grâce à l’extension de fibres

optiques "backbone". Pour rattraper le retard accusé dans le domaine des TIC, la Côte

d’Ivoire qui ne dispose que de 2.500 kilomètres de fibres optiques, compte en installer 6.500

kilomètres, d’ici les mois à venir, pour interconnecter toutes les régions du pays.

Ce projet est évalué à 120 milliards de Fcfa, et "l’argent est disponible", a dit M. Bruno Koné,

soulignant que 2% des bénéfices était prélevés sur les chiffres d’affaires annuels de chaque

opérateur de téléphonique.

La mise en place de ces bandes passantes devrait permettre de démultiplier les services de

l’Internet et de la téléphonie, a noté M. Bruno Koné, avant d’annoncer la construction de

3.000 cybers café, dans des villages, pour faciliter l’accès aux services électroniques (e-

services) en milieu rural.

Le porte-parole du gouvernement ivoirien, Bruno Koné, a affirmé par ailleurs que les

technologies de l’information et de la communication allaient être introduites, dans le système

éducatif comme nouvelle matière, afin de développer une "masse critique" d’utilisateurs des

e-services. Le secteur des TIC en Côte d’Ivoire emploie 5.000 personnes et contribue à

environ 6 à 7% au Produit intérieur brut, alors que les sociétés de téléphonie mobiles

apportent "entre 300 à 400 milliards FCFA au budget de l’Etat". Le tableau ci-dessous

récapitule l’évolution des Tic en Côte d’Ivoire. En attendant que la 4ieme licence 3ieme

génération trouve preneur, les 3 premières sont, au dire de Bruno Koné « propriété des

compagnies MOOV, MTN et ORANGE CI ». Ces 3 operateurs on débourser chacun la

somme de 6 milliards de FCFA pour son obtention. Soit, 18 milliards pour le gouvernement

ivoirien.

Les Investissements cumulés sur les 5 dernières années (2009-2013) s’élèvent à environ 743

milliards

Source : ARTCI

47

2.2) Impact social de la 3G en Côte d’Ivoire

L'impact de la 3G sur la vie sociale et sur l’économie de notre pays est appréciable. Les

opérateurs mobiles pourront fournir de nouveaux services innovants de qualité, aux

consommateurs. Contrairement à la téléphonie mobile de deuxième génération (2G), qui

permet une transmission en mode circuit avec des débits peu élevés, celle de troisième

génération (3G), permet des débits de transmission élevés en mode paquet, qui assurent une

meilleure qualité de service. Ainsi, la 3G permet de fournir aux utilisateurs des services de

communications mobiles à haut débit, incluant notamment la visiophonie, la visioconférence,

la messagerie multimédia, le transfert de fichiers de grande taille, la géolocalisation, etc.

3) Qualité de service Les résultats ci-après se basent sur la même méthode utilisée pour la qualité de service des

réseaux 2G.

Dans la globalité, en 3G, la qualification de meilleur service offert se partage entre Orange et

MTN, avec Orange en : Voix EoE, SMS, MMS, Téléchargement smartphone, Modem HTTP

et Modem FTP UL et MTN en : Voix Incar, Navigation web smartphone, streaming et

Modem FTP DL

Tableau 10 – Classement des Réseaux 3G selon les services offerts

Tableau 11 – Classement final des Réseaux 3G selon les zones

48

Après pondération des différentes valeurs des indicateurs, le meilleur opérateur 3G est Orange

Côte d’Ivoire.

Au terme de la campagne:

Le meilleur opérateur Voix (End To End) est Orange-CI;

Le meilleur opérateur Voix Incar (Villes et axes) est MTN-CI;

Le meilleur opérateur SMS et MMS est Orange-CI;

Le meilleur opérateur de navigation web et streaming est MTN-CI;

Le meilleur opérateur de téléchargement smartphone est Orange-CI;

Le meilleur opérateur 3G est Orange-CI.

4) Couverture 3G Après avoir été la 1ère société de téléphonie mobile à lancer la 3G en Côte d’Ivoire, le 5 avril

2012, Orange s’est vue emboîter le pas par MTN puis par Moov.

4.1) Orange

D’ici la fin d’année il y aura environ 343 sites 3G ouvert commercialement, les villes

couvertes sont Abidjan, Yamoussouro, Daloa, San Pedro, Bouaké, Man, Aboisso, Bassam ;

Assini ; Dabou ; Ganoa ; Soubre ; port boue ; GD Bassam et Korhogo

Pour la couverture 3G nous avons pu avoir la cartographie de déploiement pour l’opérateur

Orange

Figure 23 – Couverture 3G pour l’opérateur Orange

Source : www.orange.ci/couverture3G+

49

4.2) La 3G de MTN

Le réseau 3G de MTN est basé sur la technologie HSPDA permettant un débit maximal

de 3,6 Mb/s (annonce faite par l’opérateur) a été lancé le 14 décembre 2012

Aussi détenteur d’une licence Wimax. Ce service de connexion Internet Haut Débit, illimitée

et sans ligne téléphonique basé sur les technologies radio de dernière génération), est déployé

par MTN dans les villes suivantes : Abidjan – Assinie – Aboisso – Abengourou – Adzopé –

Bouaké – Dabou – Daloa – Divo – Duekoué – Gagnoa – Korogho – Man – Méagui – Odienné

– San Pedro – Sinfra – Soubre – Toumodi – Vavoua – Yamoussoukro. Mais notons que la

couverture réseau 3G ne couvre que les localités suivantes : Abobo, Cocody, Koumassi,

Treichville, Port-Bouet, Plateau, Adjamé

4.3) La 3G de MOOV

Lancé le 21 décembre 2012, le réseau 3G de MOOV CI, avec sa technologie HSPA+, (High

Speed Packet Access +) et un débit indiqué à 21M (ferme promesse clientèle), couvre les

zones suivantes : Bouaké, Yamoussoukro, Assouindé, San Pédro, Bingerville, Bassam et

Abidjan (Abobo, Attécoubé, Adjamé, Yopougon, Plateau, Cocody, Treichville, Marcory,

Koumassi, Port Bouet)

50

CONCLUSION

Grâce à la diffusion des technologies nouvelles, l’accès aux services de téléphonie mobiles

s’est considérablement renforcé dans les pays en développement. Cette évolution a

probablement un impact plus fort et plus rapide sur la vie de ses utilisateurs que toutes celles

qui l’ont précédée. En matière de développement, la téléphonie mobile est devenue « l’outil

transformationnel » par excellence. La téléphonie mobile, dans les économies les moins

développées, le même rôle crucial qu’a joué la téléphonie fixe dans les économies plus riches

au cours des années 1970 et 1980.

Alors qu’ils viennent en complément des lignes fixes dans les pays riches, les téléphones

mobiles s’y substituent dans les pays les plus pauvres en tant qu’outil principal, ils ont donc

un impact plus important sur la croissance.

Au terme de notre étude nous pouvons donc répondre que oui l'avènement de cette nouvelle

technologie est source de développement pour les pays pauvres. Comme nous l'avons constaté

avec le développement rapide du haut débit sans fil, les communications mobiles passent de

simples services de communication vocale et de messagerie à une offre plus sophistiquée,

proposant une gamme variée d’applications dans des zones où les services traditionnels sont

peu présents.

Au-delà de l'évolution de la 2G à la 3G, la 3G ne se suffit pas à elle-même. Des évolutions

technologiques permettent d'améliorer manifestement ses performances. En Europe, l'UMTS

peut être mis à jour en HSDPA(3G+), puis en HSUPA(H+), augmentant sensiblement les

débits et ouvrant la voie vers de nouveaux usages. Ce genre de technologie ne s’arrêtera

jamais, l’innovation est le fruit des communications, la technologie 4G et 5G est déjà en train

de se développer. Il y a donc lieu de s'interroger si cette évolution est en phase avec le niveau

de vie de la population africaine?

51

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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en juillet[en ligne]. Disponible sur http://alerte-info.net/alerte_details.php?f=4661

BILE, D. (2014). AUDIT DE LA QUALITE DES RESEAUX MOBILES 2G ET 3G

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%27Ivoire

Zibi, G.(2009).Promesses et incertitudes du marché africain de la téléphonie mobile.

Secteur Privé et Développement,(4),2-6

53

ANNEXES

Grâce à sa vitesse accrue de transmission de données, l'UMTS ouvre la porte à des

applications et services nouveaux. L'UMTS permet en particulier de transférer dans des temps

relativement courts des contenus multimédia tels que les images, les sons et la vidéo.

Les nouveaux services concernent surtout l'aspect vidéo : Visiophonie, MMS Vidéo, Vidéo à

la demande, Télévision numérique, internet via la télévision.

1) HSDPA, encore plus que la 3G De la même façon que les réseaux 2G ont connu une évolution en débits entre le mode GPRS

et l'amélioration EDGE, les réseaux 3G UMTS ont un mode amélioré qualifié de 3,5G (ou

3G+ chez certains opérateurs) sous la forme de la technologie HSDPA (High Speed Downlink

Packet Access).

· Présentation

Le High Speed Downlink Packet Access (abrégé en HSDPA) est un protocole pour la

téléphonie mobile parfois appelé 3,5 G, 3G+, ou encore turbo 3G dans sa dénomination

commerciale.

Il offre des performances dix fois supérieures à la 3G (UMTS R'99) dont il est une évolution

logicielle. Cette évolution permet d'approcher les performances des réseaux DSL (Digital

Subscriber Line). Il permet de télécharger (débit descendant) théoriquement à des débits de

1,8 Mbit/s, 3,6 Mbit/s, 7,2 Mbit/s et 14,4 Mbit/s. Il est basé sur la technologie de

communication WCDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) définie par la norme

WCDMA 3GPP Rel. 99 (3rd Generation Partnership Project Release 99). Il est le lien

descendant du réseau vers le terminal à haut débit en mode paquets.

· Technologie et débits

Elle est une amélioration radio du lien descendant qui permet d'offrir du très haut débit en

téléchargement (jusqu'à 14,4 Mbps en théorie, 3,6 Mbps en pratique avec la Release 5. Avec

la Release 6, le débit passe à 7,2 Mbps). Pour les transferts en voie montante, c'est le canal

DCH de l'UMTS qui est utilisé (128 kbps en Release 5, 384 kbps en Release 6) [8].

Les principales améliorations sont :

54

o Ajout de nouveaux canaux dédiés au HSDPA Voie descendante

· HS-DSCH (High Speed Dedicated Shared CHannel) : Canal de transport de données à très

haut débit. Il est partagé entre les utilisateurs, contrairement au DCH de l'UMTS qui était

dédié à chacun.

· HS-SCCH (High Speed Shared Control CHannel) : Canal de transport de la signalisation

associée au HS-DSCH.

· HS-PDSCH (High Speed Physical Dedicated Shared CHannel): Canal physique qui

transporte un HS-DSCH.

Voie montante

· HS-PDCCH (High Speed Physical Dedicated Control CHannel) : Transporte la signalisation

associée au HS-PDSCH (taux de codage et CQI - Channel Quality Indicator).

La transmission Shared Channel

Deux canaux physiques sont utilisés : le HS-PDSCH pour la transmission rapide des données

et le HS-DPCCH pour le contrôle des commandes. Sur le HS-PDSCH, les utilisateurs d'un

même Node B se partagent les intervalles de temps et les codes. Le HSDPCCH est utilisé

pour transporter les signaux d'acquittement pour chaque bloc transmis. Il indique également la

qualité du canal (CQI), le schéma de codage et la modulation utilisée.

o Utilisation d'un mécanisme de retransmission hybride

Le HARQ (pour Hybrid Automatic Repeat reQuest) est un mécanisme qui permet de limiter et

corriger les erreurs de transmission grâce à la redondance de la couche physique et à la

retransmission de la couche liaison de données. L'émetteur envoie un bloc d'informations et

attend une acceptation ou un refus du récepteur. Afin d'obtenir une acceptation rapide, un

processus de différentes demandes est lancé en parallèle. En cas de demande de

retransmission, suite à des données reçues incorrectes, les informations sont combinées entre

l'original et la nouvelle transmission pour obtenir le message entier.

Pas de Soft Handover

En HSDPA, il n'y a pas de Soft Handover. La mobilité est permise par le mécanisme HS-

DSCH Cell Change. Par conséquent lorsque l'usager se déplace et qu'un Hard Handover est

exécuté, cela se traduit par un passage en Compressed Mode et donc une interruption du trafic

55

durant quelques secondes. Le Compressed Mode permet de réserver des ressources pour

permettre au mobile de réaliser des mesures sur les cellules voisines avant de sélectionner

celle ayant le meilleur champ.

o Utilisation de 15 codes maximum par utilisateur

15 canaux peuvent être alloués au même utilisateur pour augmenter le débit significativement.

Cependant, les mobiles actuels ne permettent que de supporter 10 codes.

o Adaptative Modulation and Coding

L'AMC désigne l'adaptation dynamique du schéma de codage (et donc du débit) en fonction

des conditions radio. Le mobile remonte le CQI au Node B qui réajuste le schéma de codage

toutes les 2 ms : choix d'un codage plus ou moins protecteur avec plus ou moins de

redondance, choix d'une modulation QPSK ou 16 QAM. La modulation QPSK (Quadrature

Phase Shift Keying) permet de coder 2 bits par symbole. En revanche la modulation 16-QAM

(Quadrature Amplitude Modulation) permet de coder 4 bits par symbole, ce qui augmente

considérablement le débit. Par contre cette modulation n'est possible qu'en présence de bonnes

conditions radio car peu tolérante aux erreurs.

o Fast and Fair Scheduling at Node

En UMTS, l'établissement de la transmission par paquet se fait à partir du RNC, tandis qu'en

HSDPA, elle se fait à partir du Node B. Cela permet de réagir beaucoup plus rapidement,

notamment grâce à un TTI (Transmission Time Interval) plus court. Ainsi, chaque utilisateur

dispose du même temps mais grâce à l'AMC, le schéma de codage est propre à chacun ce qui

lui permet d'obtenir le meilleur débit possible en fonction de ses conditions radio.

o Short TTI (Transmission Time Interval)

Le TTI (Time Transmission Interval) est l'intervalle entre la transmission des blocks de

données. D'une durée variable de 10 ms à 80 ms en UMTS, il passe à 2 ms en HSDPA ce qui

permet de réagir plus vite en fonction des conditions radio, d'adapter le schéma de codage

plus régulièrement et de supporter un trafic et un nombre d'utilisateurs plus importants .

56

2) La technologie HSUPA Après l'HSDPA, la technologie HSUPA permet aux utilisateurs de téléphonie mobile de

troisième génération de transmettre des contenus multimédias volumineux

· Présentation

L'accès à internet à haute vitesse via des mobiles est le défi des opérateurs pour ces

prochaines années. Les utilisateurs devenant de plus en plus mobiles, les réseaux de

téléphonie mobile doivent devenir aussi performants que les accès à internet par le réseau

fixe. Si en l'an 2000, tout le monde pensait que la téléphonie mobile de troisième génération

(3G ou UMTS) allait ouvrir la voie à la vidéoconférence, en 2007, après le flop de cette

application, les vrais besoins se sont révélés être dans l'échange de données entre mobile et

fixe. Et vice-versa.

· Technologie

Le Consortium 3GPP, lancé en 1998, a anticipé les attentes des utilisateurs et a publié les

spécifications de la technologie HSUPA dans la << Release 6 >> du standard UMTS. Ces

nouvelles définitions font suite aux spécifications HSDPA (voir l'article du mois d'octobre

2006 d'IB com) dans la série HSPA. Pour sa part, le réseau de quatrième génération risque

fort d'être basé sur la norme à venir HSOPA [10].

Figure : L'avenir des réseaux mobiles

L'architecture de l'HSUPA est conçue sur plusieurs principes dont l' « Uplink Scheduling ».

Cet « Uplink Scheduler » est situé dans le Node B (Interface air - fixe du réseau UMTS)

comme le « Downlink Scheduler » de la technologie HSDPA. La tâche de ce « Scheduler »

est de contrôler les ressources montantes (de l'utilisateur au réseau) de chaque mobile

demandeur et, si nécessaire, de limiter ou de bloquer certains trafics. Le mécanisme est basé

57

sur la gestion de la disponibilité absolue ou relative. La part absolue est utilisée à

l'initialisation du processus alors que la part relative est utilisée pour augmenter ou diminuer

la puissance utilisée.

Le second principe est le protocole HARQ, employé pour effectuer une retransmission

robuste lors d'erreurs de transmission. Ce protocole est utilisé par le Node B qui, en cas

d'erreurs dans la réception des paquets de données, peut demander la retransmission de ceux-

ci. Pour chaque paquet reçu, le Node B enverra un accusé de réception ACK dans le cas d'une

réception sans erreur ou NACK dans le cas contraire.

Pour répondre aux besoins de certaines applications critiques, l'architecture HSUPA permet

une réduction de l'intervalle du temps de transmission à 2 millisecondes, correspondant à 3

«Timeslots» contre 10 millisecondes normalement dans un lien radio standard composé de 5

«subframes». Toutefois, cette réduction de temps n'est pas obligatoire dans cette technologie.

Différents nouveaux mécanismes nécessaires

Le «Scheduling» et le protocole HARQ étant situés dans le Node B, ils permettent de réagir

rapidement sur la liaison radio. De plus, cette liaison peut être reçue par plus d'une cellule

(Node B) pour augmenter la qualité de réception et, le cas échéant, augmenter le nombre de

liens radio, tous gérés par un seul système de contrôle. En cas d'usage de plusieurs cellules, le

RNC combine les fonctionnalités via son contrôleur CRNC.

Pour réaliser ces nouvelles performances, la technologie HSUPA propose un nouveau canal

physique et de transport appelé E-DCH. Pour la couche physique, cela se traduit par deux

nouveaux composants dans le canal montant : E-DPDCH et E-DPCCH et de trois nouveaux

composants dans le canal descendant : E-AGCH, E-RGCH et E-HICH.

La structure de l'EDPDCH est un bloc de transport contenant les données de l'utilisateur

mappé avec un délai de 2 ms ou de 10 ms selon la configuration choisie, dans une modulation

BPSK. La quantité de bits de données transportée dépend du format du slot choisi (entre 0 et

7) et du type de codage. Le débit maximum de 5,76 Mbps est atteint par une combinaison de

codes et de slots.

La structure de l'E-DPCCH, associée à l'E-DPDCH en liaison montante, est un canal physique

d'information de contrôle pour l'E-DPDCH composé de la retransmission du numéro de

séquence (RSN) utilisée dans le protocole HARQ, de l'indication de la taille des blocs de

transport (E-TFCI) et de l'«Happy bit» correspondant au retour du Scheduling du mobile. L'E-

58

DPCCH est transmis sur des slots de code 1 d'un facteur de 256 (selon la tabelle standard

définie par cette norme) sur 10 bits, dans la modulation BPSK. Selon le délai choisi,

l'information sera codée différemment.

Des modifications pour la voie descendante

L'E-AGCH est un canal physique descendant utilisé pour assigner une disponibilité absolue à

un mobile ou un groupe de mobiles. Il utilise un facteur de propagation fixe de 256 dans une

modulation également en BPSK. Une valeur de 5 bits indique la nature de la disponibilité et si

celle-ci est valable pour un processus HARQ ou pour tous les processus HARQ. En outre,

chaque mobile peut être configuré avec un RNTI primaire et un RNTI-E secondaire, utilisés

pour traiter un utilisateur ou un groupe d'utilisateur.

L'E-RGCH et l'E-HICH sont également des canaux physiques descendants. Bien qu'ils

partagent la même structure, ils ont des objectifs différents. L'E-RGCH est utilisé dans le

cadre du processus de programmation qui permet d'ajuster progressivement la puissance de

transmission d'un mobile. Trois valeurs sont définies pour déterminer l'état de disponibilité

d'un mobile, soit Up (+1), Down (-1) ou Hold (0). Ces différenciations ont été prévues pour

augmenter la disponibilité du lien en prenant en considération différents cas de figure comme

le choix du délai. L'E-HICH porte l'indicateur ACK ou NACK de la mention HARQ. L'accusé

de réception de l'indicateur desservant l'ensemble peut prendre la valeur ACK (+1) ou

NACK(0). La reconnaissance de l'indicateur est transmise en 3 slots dans le cas du choix de 2

millisecondes ou en 12 slots dans le cas du choix de 10 millisecondes. L'E-RGCH et l'E-

HICH utilisent un facteur 128 dans une modulation QPSK ou 16QAM. Ils partagent le même

code de canalisation et sont séparés par le type de signature.

Ces différents éléments, brièvement expliqués, composent la technologie HSUPA. Dans une

prochaine version «3GPP release 7», le canal montant supportera un débit de l'ordre de 11,5

Mbps. Avec de telles capacités, les réseaux mobiles n'auront plus rien à envier aux réseaux

fixes. Et présentement ou nous publions ce mémoire la 4G (LTE) est en phase d’application

dans certains pays africain notamment la cote d’ivoire

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RESUME

Cette étude faite sur l'évolution technologique de la 2G à la 3G a été réalisé sur le continent africain;

et plus particulièrement en CI. La mise en relief des impacts technologiques, économiques et sociaux

de cette évolution sur les pays en voie de développement, afin de pouvoir répondre au problème posé.

A cet effet nous avons pu constater par cette étude que l'apparition cette nouvelle technologie a été

d'un atout capital pour l’Afrique aussi bien pour la CI. Au plan économique en Afrique, Les revenus et

les dépenses relatives aux télécommunications contribuent aujourd’hui à hauteur de 5 voire 10 % du

PIB dans de nombreux pays, les investissements dans les réseaux de téléphonie mobile en Afrique ont

atteint environ 12,5 milliards de dollars en 2008, et les investissements dans les télécommunications

ont atteint environ 5 à 6 % du total des dépenses d’investissement sur le continent. En plus, le nombre

d’Africains qui utilisent leur connexion mobile pour accéder à l’Internet a explosé au cours de l’année

2008. Ainsi, Les abonnements à la téléphonie mobile ont augmenté de 49 % par an entre 2002 et 2007

pour une croissance limitée à 17 % par an en Europe et le nombre de téléphones portables en Afrique

subsaharienne est désormais 10 fois plus élevé que celui des lignes fixes (UIT, 2008). Pour la CI, la

téléphonie mobile représente 80% du chiffre d'affaires global dans le secteur des Technologies de

l'information et de la communication (Tic). En matière de nombre d'abonnés 36005 en 1997, on est

passé à 19 367 037 abonnées de nos jours.

Mots clés : évolution, technologie, 2G, 3G, Afrique, Cote d’Ivoire

ABSTRACT

This study on the technological evolution from 2G to 3G has been done on the African continent; and

more particularly in CI. Economic and social highlighted technology impacts of these changes on the

developing countries, in order to respond to the problem. To this end we have seen in this study that

the emergence of this new technology has been a major asset for Africa both for CI. Economically in

Africa, revenues and expenses relating to telecommunications today contribute about 5 or 10% of

GDP in many countries, investment in mobile networks in Africa totalled about 12.5 billion dollars in

2008, and investment in telecommunications has reached about 5-6% of total capital expenditure on

the continent. In addition, the number of Africans who use their mobile connection to access the

Internet has exploded in 2008. Thus, subscriptions to mobile phones increased by 49% per year

between 2002 and 2007 - for a limited growth at 17% per year in Europe and the number of mobile

phones in sub-Saharan Africa is now 10 times higher than lines fixed (ITU, 2008). For CI, mobile

represents 80% of total turnover in the sector of Information Technology and Communication (ICT).

In terms of number of subscribers 36,005 in 1997, increased to 19,367,037 customers nowadays.

Keywords: evolution, technology, 2G, 3G, Africa, Cote d'Ivoire