Etat de l’art de la radiocommunication mobile

ETAT DE L’ART DE LA RADIOCOMMUNICATION MOBILE

Si la téléphonie mobile se banalise aujourd’hui, on la doit à la conjonction de l’avènement du numérique, à l’accroissement des performances des semi-conducteurs et aux différentes avancées technologiques. Mais le facteur déterminant fut sans doute la cristallisation autour de la norme GSM issue d’un effort soutenue de standardisation mené par l’ETSI (organisme européen de normalisation en télécommunications, créé à l’initiative du conseil des ministres).

Concept cellulaire

Les réseaux de première génération possédaient des cellules de grande taille (50 kilomètres de rayon) au centre du quelles se situait une station de base (antenne d’émission). Au tout début, ce système allouait une bande de fréquence de manière statique à chaque utilisateur qui se trouvait dans la cellule qu’il en ait besoin ou non. Ce système ne permettait donc de fournir un service qu’à un nombre d’utilisateur égal au nombre des bandes de fréquence disponibles. La première amélioration consista à allouer un canal à un utilisateur uniquement à partir du moment où celui-ci en avait besoin, permettant ainsi d’augmenter statistiquement le nombre d’abonnés, étant donné que tout le monde ne téléphone pas en même temps. Mais ce système nécessitait toujours des stations mobiles de puissance d’émission importante (8 Watt) et donc des appareils mobiles de taille et de poids conséquents [1].

C’est pour résoudre ces différents problèmes qu’est apparu le concept de cellule. Le principe de ce système est de diviser le territoire en de petites zones, appelées cellules, et de partager les fréquences radio entre celles-ci. Ainsi, chaque cellule est constituée d’une Station de Base à laquelle on associe un certain nombre de canaux de fréquence à bande étroite. Ces fréquences ne peuvent pas être utilisées dans les cellules adjacentes afin d’éviter les interférences.

En général, une cellule se caractérise :

✔ Par sa puissance d’émission nominale : ce qui se traduit par une zone de couverture à l’intérieur de laquelle le niveau du champ électrique est supérieur à un seuil déterminé.
✔ Par la fréquence de porteuse utilisée pour l’émission radioélectrique.
✔ Et par le réseau auquel elle appartient.

Il faut noter que la taille des cellules n’est pas la même sur tout le territoire. En effet, celle-ci dépende du nombre d’utilisateurs potentiels dans la zone, de la configuration du terrain (relief géographique, présence d’immeubles,…), de la nature des constructions (maisons, buildings, immeubles en béton,…) et de la localisation (rurale, suburbaine ou urbaine). Le principal avantage du concept cellulaire c’est la réutilisation des fréquences, car les fréquences sont des ressources rares .

Technologie GSM

Tel qu’il a été conçu, le réseau GSM est idéal pour les communications de type « voix » (téléphonie). Le réseau étant commuté, les ressources ne sont allouées que pour la durée de la conversation, comme lors de l’utilisation des lignes téléphoniques fixes. Les clients peuvent soit acheter une carte prépayée, soit souscrire à un abonnement.

Architecture GSM
L’architecture d’un réseau GSM peut être divisée en trois sous-systèmes :
● La station mobile ou MS (Mobile Station) ;
● Le sous-système radio ou BSS (Base Station Sub-system) ;
● Le sous-système réseau ou NSS (Network and Switching Sub-system) .

Station mobile ou MS
La station mobile est constituée du téléphone ou l’équipement mobile et de la carte SIM (Subscriber Identity Module). La carte SIM stocke des données permanentes et temporaires du mobile, de l’utilisateur et du réseau, incluant l’IMSI ou International Mobile Subscriber Identity, le MSISDN ou Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network qui est le numéro d’appel de l’abonné, la clé Ki qui est une valeur unique connue de la seule carte SIM et du HLR, et aussi l’algorithme de chiffrement pour l’authentification. L’équipement mobile, quant à lui possède une IMEI ou International Mobile Equipement Identity.

Sous-système radio ou BSS
Il est constitué de Base Transceiver Station (BTS) et de Base Station Controller (BSC).

– Le BTS : c’est l’élément central qui assure la couverture radioélectrique d’une cellule. On pourrait le définir comme étant un ensemble d’émetteur/récepteur qui fournit un point d’entré dans le réseau aux abonnés présents dans sa cellule.
– Le BSC : il gère une ou plusieurs stations de base et communique avec elles par le biais de l’interface A-bis. Ce contrôleur remplit différentes fonctions tant au niveau de la communication qu’au niveau de l’exploitation. Pour les communications des signaux en provenance des stations de base, le BSC agit comme un concentrateur puisqu’il transfère ces communications vers une sortie unique. Dans l’autre sens, le contrôleur joue le rôle d’un aiguilleur en dirigeant les données vers la bonne station de base.

En même temps, le BSC remplit le rôle de relais pour les différents signaux d’alarme destinés au centre d’exploitation et de maintenance.

Enfin, une fonctionnalité importante du BSC est la gestion des ressources radio pour les zones couvertes par les différentes stations de base qui y sont connectées. En effet, le BSC gère les transferts intercellulaires quand une station mobile passe d’une cellule à une autre. Il doit alors aviser la station de base qui va prendre en charge l’abonné et lui communiquer les informations nécessaires tout en avertissant la base de données VLR (Visitor Location Register) de la nouvelle localisation de l’abonné. C’est donc un maillon très important de la chaîne de communication car il est de plus le seul équipement du sous-système radio à être directement télé-exploitable (via l’interface X.25 qui le relie au centre d’exploitation et de maintenance OMC) .

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 ETAT DE L’ART DE LA RADIOCOMMUNICATION MOBILE
1.1. Introduction 3
1.2. Concept cellulaire
1.3. Technologie GSM
1.3.1 Architecture GSM
1.3.2 Station mobile ou MS
1.3.3 Sous-système radio ou BSS
1.3.4 Sous-système réseau ou NSS
1.3.5 Operation and Maintenance Center
1.4. Infrastructure d’un réseau GPRS
1.5. Réseau UMTS
1.6. Comparaison GSM/GPRS/UMTS
1.7. Conclusion
CHAPITRE 2 CONCEPT DE LA QUALITE DE SERVICE
2.1 Introduction
2.2 Gestion de la qualité de service dans les réseaux cellulaires
2.3 Paramètres mesurés
2.4 Techniques de supervision de la QoS
2.5 Conclusion
CHAPITRE 3 CONCEPTION ET IMPLEMENTATION DE L’OUTIL DE DRIVE TEST
3.1 Introduction
3.2 Choix de la plateforme de programmation
3.3 Système Android
3.3.1 Architecture d’Android
3.3.2 Kit de développement SDK
3.3.3 Environnement de développement
3.3.4 Structure d’une application Android
3.3.5 Fonctionnalités disponibles
3.4 Conception et développement de l’application
3.4.1 Diagramme de cas d’utilisation
3.4.2 Diagramme de séquence
3.4.3 L’outil de développement
3.5 Description et présentation de l’application
3.5.1 But de l’application
3.5.2 A propos de l’application
3.5.3 Fonctionnement de l’application
3.5.4 L’application réalisée
3.5.5 Test de comparaison
3.5.5 Interprétation des résultats du test
3.6 Conclusion
CONCLUSION GENERALE