EXPLOITATION DU RESEAU GSM : TELECOMMANDE PAR GSM

Les équipements du réseau

Les équipements du réseau sont :
− La «Base Transceiver Station » (BTS) : c’est l’équipement terminal du réseau vers les « stations mobiles ». Une BTS est un groupement d’émetteurs et de récepteurs fixes. Elle échange des messages avec les stations mobiles présentes dans la cellule qu’elle contrôle. La BTS utilise des canaux radio différents selon le type d’information échangées, données utilisateur ou signalisation, et selon le sens de l’échange abonné vers réseau ou réseau vers abonné.
− après la « Base Transceiver station », nous trouvons le contrôleur de station de base nommé « Base Station Controler » ou (BSC). Il dialogue avec une ou plusieurs BTS. Cet équipement est à la fois un concentrateur du trafic issu des stations de base et une passerelle vers le sous-système réseau.
− L’équipement suivant, la « Base Station Controler » est le commutateur du réseau GSM, le « Mobile Switching Centre » (MSC ou MTSO) : D’une part il interconnecte un réseau GSM avec le réseau téléphonique public RTCP/RNIS, d’autre part, il est l’interface des bases de données du réseau GSM avec le sous-système radio. Ces bases de données, outre qu’elles permettent de contrôler les droits d’accès des usagers au réseau, enregistrent la localisation des abonnés.
− Les bases de données sont l’enregistreur de localisation visiteur « Visitor Location Register » (VLR), le « Home Location Register » (HLR) du commutateur, et le « Authentication Center » (AUC). La base de données relative aux visiteurs du réseau VLR stocke des informations se rapportant à des abonnés qui sont en transit. Le HLR d’un abonné d’un réseau GSM est une banque de données. Elle renferme les originaux d’informations relatives à cet abonné, notamment le profil de son abonnement. Quand cet abonné entre dans le réseau, ou quand il demande l’accès à un service, un équipement du réseau qui veut contrôler la validité des privilèges du demandeur interroge le HLR de l’abonné. Le HLR d’un abonné contient des informations permanentes. En revanche, un VLR enregistre les informations temporaires, dynamiques, relatives à une station mobile.

Les mobiles de première génération

   Lancés au début des années 80, ils font appel à la transmission analogique des communications vocales. Ces premiers services téléphoniques utilisaient la technique AMRF (accès multiple par répartition en fréquence) et les bandes de fréquences exploitées étaient aux alentours des 800 – 900 MHz (et depuis peu dans la bande des 1800-2000 MHz également). Ses principaux inconvénients sont une faible capacité d’appel, un spectre limité, une communication de données inadéquate, une confidentialité restreinte et une médiocre protection contre les fraudes. C’est pourquoi on a pensé au service téléphonique mobile analogique à bande étroite (NAMPS, Narrowband Analogue Mobile Phone Service). Cette solution transitoire a permis à remédier à la faible capacité d’appel du système en couplant le traitement vocal avec la signalisation numérique, ce qui multiplie par trois sa capacité. La plus part de ces systèmes n’étaient exploités qu’au niveau nationale et de ce fait, ont été peu vendus à l’extérieur de leur pays d’origine, notamment en France, en Allemagne, en Italie et au Japon. Le NMT faisant exception à cela car il a été opérationnel dans quatre pays nordiques.

Les mobiles de troisième génération

   L’UIT, dont l’un des rôles est d’établir des normes mondiales dans le domaine des télécommunications, n’a pas publié de recommandations techniques concernant les systèmes mobiles de première génération ou de deuxième génération, mais de nombreuses recommandations traitent de la manière dont ces techniques interagissent avec d’autres techniques. D’où l’existence de divers réseaux cellulaires mobiles incompatibles. Cela tient principalement au fait que ces systèmes cellulaires mobiles étaient conçus pour rester des réseaux nationaux en matière d’itinérance. A la fin des années 80, l’UIT a commencé à élaborer des systèmes de troisième génération (3G) dans le but d’harmoniser, sur le plan mondial, les normes relatives au spectre des fréquences radioélectriques et aux interfaces radioélectriques. Compte tenu de la croissance impressionnante du cellulaire mobile, les Membres de l’Union ont dû entreprendre d’élaborer des normes en ce qui concerne les systèmes 3G. L’UIT a pour objectif d’établir une norme mondiale relative aux systèmes 3G dans le cadre d’une initiative appelée IMT-2000 (International Mobile Telecommunications—2000). Il prévoit l’intégration de différentes zones de couvertures de service – systèmes terrestres macrocellulaires, microcellulaires et picocellulaires, systèmes sans cordon, systèmes à accès hertzien et systèmes à satellites, ce qui permet d’assurer un service véritablement mondial. Les IMT –2000 devraient assurer une plateforme pour la répartition des services pour lesquels il y a eu convergence (mobiles ou fixes, voix ou données, télécommunications, contenu ou calcul). Ils présentent trois caractéristiques distinctives :
ƒ itinérance mondiale avec transfert imperceptible, permettant aux utilisateurs de continuer à lancer et à recevoir des appels avec le même numéro et le même combiné lorsqu’ils passent d’un pays à l’autre.
ƒ Débits de transmission plus élevés : au moins 2 Mbit/s pour les utilisateurs immobiles ou marchant et 348 kbit/s pour les utilisateurs se trouvant dans un véhicule en mouvement (les systèmes cellulaires de deuxième génération n’offrent que des débits compris entre 9.6 kbits/s et 28.8 kbit/s). L’accès à Internet sera beaucoup plus rapide.
ƒ Fourniture de services standard, par exemple via des réseaux fixes, mobiles ou à satellite.
L’UIT désigne les réseaux 3G par le terme IMT-2000 alors que, en Europe, ils sont connus sous le nom de « systèmes de télécommunications mobiles universelles (UMTS, Universal Mobile Telecommunications System), concept développé par l’Institut européen des normes de télécommunication (ETSI) avec le concours du Comité européen des radiocommunications (CEPT) qui assure la coordination des questions réglementaires. L’aspect principal des UMTS est de savoir comment le système GSM évoluera pour devenir compatible avec le IMT-2000. La norme de l ‘ETSI relative aux systèmes mobiles de troisième génération arrêtée au début de 1998 s’inspire des deux propositions concernant les systèmes AMRC à large bande et le système AMRC / AMRT. Il s’agit de la norme UTRA (accès radioélectrique de Terre UMTS). Le système AMRC à large bande doit être utilisé pour les applications couvrant des zones étendues tandis que le système AMRC/AMRT sera principalement appliqué pour les applications fonctionnant à l’intérieur qui demandent peu de mobilité. L’un des moteurs du développement des systèmes 3G est le fait que les réseaux de deuxième génération dispose d’un spectre radioélectrique limité. Il est probable que la quantité de spectre disponible ne sera pas suffisante pour répondre à la demande de services multimédias prévue pour le 21ème siècle. Les bandes de fréquences comprises entre 1885 et 2025Mhz et entre 2110 et 2200Mhz étaient à l’origine attribuées au IMT-2000. Les pays et les régions ont attribué des fréquences de différentes manières, ce qui rend l’itinérance mondiale difficile. Un problème tient au fait que, aux Etats-Unis, les services PCS de deuxième génération fonctionnent dans la partie principale de la bande attribuée aux IMT-2000. Dans certains cas, les opérateurs utiliseront de nouvelles fréquences pour leurs services 3G, alors que d’autres opérateurs envisagent d’exploiter le spectre actuel pour offrir des services évolutifs antérieurs à la 3G. Cette dernière stratégie vise à assurer une transition harmonieuse des usagers vers les services mobiles avancés sans qu’il soit nécessaire d’obtenir des fréquences additionnelles. Le Groupe d’action 8/1 de l’UIT a décidé à la réunion qu’il a tenue à Fortaleza (Brésil) qu’une bande minimale additionnelle de 160MHz serait nécessaire pour les services 3G. La Conférence mondiale des radiocommunications de l’UIT (CRM-2000), au cours de laquelle les administrations demandaient un élargissement de la bande, était primordiale pour l’avenir des systèmes 3G.

Introduction à la carte SIM

  Les cartes à puces aujourd’hui ont énormément d’applications. Elles ont été inventées en 1974 par un français : Roland Moreno. Mais toutes les cartes ne sont pas identiques, en réalité il en existe de nombreuses variantes, selon les besoins. Tout d’abord on constate que toutes les cartes à puces se ressemblent physiquement. La norme ISO 7816-1 en définit les dimensions précises : la carte plastique mesure exactement 85*54mm pour une épaisseur de 0.76mm. La puce elle-même ne fait que 1 mm². Il existe 2 positions pour la puce sur la carte : la position ISO (la plus utilisée) et la position AFNOR (en voie d’abandon). Il faut savoir que dans les téléphones portables, la carte est désormais restreinte à un morceau. On l’appelle plug ou micro. Il existe également des cartes sans contact utilisé par exemple pour certaine borne RATP ou les badges de certaine société. Le fonctionnement : la base crée une induction vers l’antenne. La carte récupère alors l’énergie et les données, elle exécute un traitement et émet une réponse. Ces cartes ont des avantages : D’une part, l’absence de contacts susceptibles d’être salis ou endommagés et d’autre part elles ne doivent pas être insérées dans un lecteur. Ce qui entraîne qu’il y a moins de possibilités de vandalisme sur les lecteurs. De plus ils sont plus rapides à manipuler, d’où un débit d’utilisateur potentiellement plus élevé Elles ont aussi des inconvénients :
• Coût de fabrication plus élevé
• Le transfert est assez lent
• Les cartes peuvent être endommagées quand elles sont pliées (elles contiennent plusieurs
composants répartis dans la carte)
• la sécurité de transmission n’est pas assurée puisque elle est susceptible d’être « entendue »
Si l’on ne se soucie pas du mode de transfert on constate qu’il existe deux types de carte.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I: LE SYSTEME RADIO CELLULAIRE MOBILE
I.1 Architecture d’un réseau GSM
I.2 Les équipements du réseau
I.3 Les caractéristiques radio de la norme GSM
I.4 La gestion des ressources radio
I.5 L’évolution des infrastructures mobiles ainsi que des postes (générations de mobiles) 
I.5.1 Les mobiles de première génération
I.5.2 Les mobiles de seconde génération
I.5.3 Les mobiles de troisième génération
CHAPITRE II: STRUCTURE INTERNE D’UN POSTE GSM
II.1 Le traitement numérique du signal à l’entrée
II.2 Le codage des signaux
II.3 Filtrage gaussien du signal binaire
II.4 Modulateur
II.5 Production de la porteuse modulée
II.6 Contrôle de niveau à l’émission
II.7 Régulation de la puissance émise
II.8 Réception des signaux de la station de base
II.9 Problème de la fréquence image
II.10 Egalisation du signal à l’entrée
II.11 Le traitement numérique à la réception
CHAPITRE III: LA CARTE SIM
III.1 Introduction à la carte SIM
III.1.1 Les cartes à mémoires
III.1.2 Les cartes à micro processeur
III.1.2.1 Les cartes SIM
III.1.2.2 La carte bancaire
III.1.2.3 La carte Vitale
III.1.2.4 Porte-monnaie électronique ou carte proton
III.2 Formats de cartes SIM
III.2.1 Carte SIM ID-1
III.2.2 Carte SIM plug-in
III.2.3 Compatibilité des mobiles
III.3 Fonctionnalités de sécurité
III.3.1 Présentation
III.3.2 Le code CHV1
III.3.3 Le code CHV2
III.3.4 Mécanismes de blocage des codes CHV
III.3.5 Architecture interne
III.3.6 Architecture des données
III.3.6.1 Les différentes zones
III.3.6.2 Le niveau de sécurité
III.3.6.3 Arborescence des fichiers
III.3.6.4 La navigation au sein de la puce.
III.4 La vie du module
III.4.1 La période GSM
III.4.2 Les périodes ADM
III.4.3 Les informations présentes dans une carte
III.5 Les actions faites sur les fichiers
III.6 Interface
III.6.1 Les terminaux
III.6.2 Le protocole
III.6.3 Les principales commandes utilisées
CHAPITRE IV: INTERFACES AVEC UN POSTE GSM
IV.1 Communication avec la carte SIM
IV.1.1 Le protocole T=0
IV.1.2 Commandes ISO
IV.1.3 ATR ou Answer to Reset
IV.2 Communication avec le processeur du téléphone portable
IV.2.1 Paramètres
IV.2.2 Norme GSM07.07
IV.2.3 Description détaillée de quelques unes des commandes
CHAPITRE V: CONCEPTION D’UN MONTAGE COMMANDE PAR UN TELEPHONE PORTABLE
V.1 Circuit d’interface machine-machine entre le portable et le PC
V.1.1 Schéma de principe
V.1.2 Broches du port série du PC
V.1.3 Broches du téléphone
V.1.4 Schéma de l’interface machine-machine
V.1.5 Liste des composants
V.2 Les données récupérées sur le port série du PC
V.3 Le logiciel élaboré
V.4 Le montage relié au port parallèle
V.4.1 Schéma synoptique du montage
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE

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