Architecture, Générations & Réseaux Mobiles

 

Qu’est-ce que sont les réseaux cellulaires ?

Les réseaux mobiles ont pour but de permettre l’extension de la zone géographique couverte en fonction de l’augmentation du nombre d’utilisateurs. Il permet l’utilisation simultanée de millions de téléphones sans fil, immobiles ou en mouvement, y compris lors de déplacements à grande vitesse et sur une grande distance. canaux disponibles.

Caractéristiques :

Un réseau de téléphonie mobile a une structure « cellulaire », c’est-à-dire qu’elle permet de réutiliser de nombreuses fois les mêmes fréquences (dans un même pays, aux heures d’affluence, plusieurs millions d’appareils sont en service avec (dans le cas du GSM) seulement 600 canaux disponibles).

  • Ce sont des liaisons duplex.
  • Il y a un émetteur et un récepteur omnidirectionnels.
  • Il y a un sous-réseau fixe de points d’accès.

Applications :

La téléphonie mobile, les réseaux radio.

Le mode de transmission :

  • Le support physique aérien.
  • La propagation des ondes par trajets multiples (propagation dans plusieurs directions).
  • Les nombreuses réverbérations et atténuations dues à l’environnement (collines,   immeubles).

Architecture du réseau mobile :

MS (Mobile Station) : Cela peut être tout appareil disposant d’un transmetteur adéquat et d’une carte SIM.

Exemple : un téléphone mobile.

BSS (Base Station Subsystem) : Partie radio du réseau, assure la connexion entre la Station Mobile (MS) et la partie commutation du réseau GSM (vers le MSC).

Zone de couverture d’une cellule (base du maillage du réseau) : variable, de 100m à 35km en fonction des obstacles.

BTS (Base Transcreiver Station) : Composée d’un élément d’interface avec la station, d’un émetteur/récepteur et d’une antenne. Le domaine de la BTS reste la liaison physique radio.

BSC (Base Subsystem Controller) : Commande jusqu’à une centaine de BTS. L’essentiel des fonctions de contrôle et de surveillance est réalisé par la BSC.

Fonctions des BTS et des BSC :

  • Le chiffrement du contenu à transmettre (pour la confidentialité de la communication sans fil).
  • L’activation et désactivation d’un canal radio.
  • L’encodage, modulation, démodulation et décodage du signal radio (protection contre les erreurs de transmission, interférences, bruits….).
  • Le contrôle de la liaison.
  • La surveillance du niveau et de la qualité de réception (nécessaire pour le handover = ensemble des opérations mises en œuvre permettant à une station mobile (MS) de changer de cellule sans interruption de service.
  • Le contrôle de la puissance d’émission (limiter la puissance à ce qui est suffisant pour ne pas trop perturber les cellules voisines).

NSS (Network Subsystem) : Partie routage du réseau, chargée de l’acheminement de la communication (voir « comment est acheminée une communication« ) entre deux utilisateurs du réseau ou vers l’extérieur.

MSC (Mobile Switching Center) : En charge du routage dans le réseau, de l’interconnexion avec les autres réseaux et de la coordination des appels.

VLR (Visitor Location Registration): Base de données temporaire contenant des informations sur tous les utilisateurs (MS) gérés par le MSC.

Rôle des MSC et des VLR :

  • Il y a 1 MSC pour plusieurs BSC : il concentre les flux de données.
  • Il y a 1 VLR pour chaque MSC : il sert à connaître les informations détaillées sur les usagers que le MSC doit gérer.
  • Le MSC a pour rôle :
    • La commutation (routage et multiplexage) entre les différents MSC reliés   entre eux, ainsi qu’aux passerelles d’accès aux autres réseaux.
    • La gestion des connections, activation/désactivation d’un canal vers une MS.
    • La gestion de la localisation et du roaming (faculté de pouvoir être appelé partout dans le monde).

HLR (Home Location Registrer): Base de données centrale comportant les informations relatives à tout abonné autorisé à utiliser ce réseau mobile.

Elle contient les informations relatives à tout abonné autorisé à utiliser ce réseau GSM, les références uniques pour les autres bases de données locales (VLR), des informations sur l’utilisateur, les services souscrits par l’abonné, …

GMSC (Gateway MSC): Passerelles d’accès vers autre réseaux mobile ou fixes.

RTC: Réseau téléphonique commuté.

OMC (Operation and Maintenance Center) : Il est chargé de mettre en place et de veiller au bon fonctionnement des différents éléments du réseau.