Communications Radiomobiles

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Le GSM- Premire norme de tlphonie cellulaire de seconde gnration (tout numrique) Dbut de normalisation en 1982 Premire norme en 1991 Normalisation toujours active - Groupe Spcial Mobile puis Global System for Mobile communications - GSM 900 MHz, GSM 1800 MHz, GSM 1900 MHz : systmes unifis Diffrence : aspect du dploiement, mais architecture et interfaces identiques1

Cours B11 - TRANSMISSION DES TELECOMMUNICATIONS - Partie 2 - Chapitre 8

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GSM : les objectifs- Offrir un vaste ventail de services de tlcommunications compatibles avec ceux des rseaux fixes. - Offrir des services spcifiques dus la mobilit des usagers. - Assurer la compatibilit daccs nimporte quel utilisateur dans nimporte quel pays exploitant le systme GSM. - Assurer la localisation automatique des mobiles sous la couverture globale de lensemble des rseaux. - Permettre une grande varit de terminaux mobiles. - Obtenir une bonne efficacit spectrale. - Obtenir des cots permettant dassurer le succs du service.2

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GSM : ArchitectureRle d'un rseau de radiotlphonie : permettre des communications entre abonns mobiles et abonns du RTC caractrises par un accs trs spcifique, la liaison radio. Trois sous-ensembles : - sous-systme radio (BSS) Transmission radiolectrique Gestion de la ressource radio - sous-systme d'acheminement - rseau fixe (NSS) Etablissement des appels Mobilit - sous-systme d'exploitation et de maintenance Admission sur rseau3

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GSM : ArchitectureBSS NSS HLRBTS BTS

BSC MSC

VLR

RTCP RNISRPDC C/P

BTS

BSC MSCparole

VLR

BTS

signalisation

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GSM : Architecture mobile/fixeRseau tlphonique fixe CAA CT CT CT Rseau de signalisation OMC MS Rseaux GSM BS BSC BS HLR CAA

STP MSC BSC MSC MS BS BS5

BSC

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GSM : ArchitectureLe BSS comprend : - les BTS ( Base Transceiver Station) sont des metteurs-rcepteurs ayant un minimum d'intelligence. - le BSC (Base Station Controller) contrle un ensemble de BTS et permet une premire concentration des circuits. Le NSS comprend des bases de donnes et des commutateurs : - les MSC (Mobile-services Switching Center) sont des commutateurs mobiles associs en gnral aux bases de donnes VLR (Visitor Location Register) - le HLR (Home Location Register) est une base de donnes de localisation et de caractrisation des abonns6

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GSM : ArchitectureBTS : - Emetteur/Rcepteur - Modulation, dmodulation, galisation, codage, correcteur d'erreur - Gre toute la couche physique, multiplexage TDMA, saut de frquence, chiffrement. - Ralisation de mesures radio pour vrifier que la communication se droule bien. Ces mesures ne sont pas exploites par la BTS mais envoyes au BSC. - Capacit maximale d'une BTS : 16 porteuses Au plus, une centaine de communications simultanes

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GSM : Architecture

BSC : Contrleur de station de base (Organe "intelligent" du BSS) - Commande l'allocation des canaux. - Utilise les mesures effectues par la BTS pour contrler les puissances d'mission du mobile et/ou de la BTS. Dcision de handover

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GSM : ArchitectureHLR : Enregistreur de localisation nominal Base de donnes qui gre les abonns d'un rseau GSM donn. 1 - Il mmorise les caractristiques de chaque abonn : IMSI (International Mobile Subscriber Identity) Identit invariante de l'abonn MSISDN (Mobile Station ISDN Number) Profil d'abonnement 2 - HLR est aussi une base de donnes de localisation numro de VLR o le mobile est enregistr.

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GSM : ArchitectureVLR : Enregistreur de localisation d'accueil Base de donnes qui mmorise les donnes d'abonnement des abonns mobiles prsents dans une zone gographique. Plusieurs MSC peuvent tre relis au mme VLR, mais en gnral un MSC pour un VLR. Donnes mmorises par le VLR sont similaires aux donnes du HLR, mais concernent seulement les abonns mobiles prsents dans la zone considre. La sparation matrielle entre MSC et VLR propose par la norme n'est pas souvent respecte.

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GSM : ArchitectureMSC Gre l'tablissement des communications entre un mobile et un autre MSC, la transmission des messages courts et l'excution du handover. Il dialogue avec le VLR pour grer la mobilit des usagers : vrification des caractristiques des abonns visiteurs lors d'un appel dpart,transfert des informations de localisation,... Il peut possder une fonction passerelle : GMSC

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GSM : ArchitectureGMSC (Gateway MSC) - activ au dbut de chaque appel d'un abonn fixe vers un mobile. - fonction diffrente de MSC pure, car la GMSC pourrait tre implante directement dans les commutateurs du RTC. - En ralit, elle est ralise par les MSC pour minimiser l'impact sur le RTC. Un ensemble MSC/VLR peut grer de l'ordre d'une centaine de milliers d'abonns prsentant un trafic moyen de 0,025 Erlang. - Les MSC sont en gnral des commutateurs de transit du rseau tlphonique sur lesquels ont t implantes des fonctions spcifiques du GSM.12

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GSM : IdentitsLe systme GSM utilise 4 types d'adressages lis l'abonn : - l'IMSI n'est connu qu' l'intrieur du rseau GSM. Cette identit doit rester secrte autant que possible, aussi GSM a-t-il recours au TMSI. - le TMSI est une identit temporaire utilise pour identifier le mobile lors des interactions station mobile/rseau. - le MSISDN est le numro de l'abonn, c'est le seul identifiant de l'abonn mobile connu l'extrieur du rseau GSM. - le MSRN (Mobile Station Roaming Number) est un numro attribu lors de l'tablissement d'appel. Sa principale fonction est de permettre l'acheminement des appels par les commutateurs (MSC et GMSC)

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GSM : IdentitsMS VMSC/VLR HLR GMSC poste appelant

MSISDN MSISDN IMSI (3) MSRN (4) (5) MSRN TMSI ou IMSI (7)Cours B11 - TRANSMISSION DES TELECOMMUNICATIONS - Partie 2 - Chapitre 8

(1) (2)

MSRN (6)14

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EvolutionIMT 2000 EDGE + GPRS EDGE CDMA-TDD UMTS CDMA FDD TDMA CDMA 2000 (DECT)15

GSM

D. AMPS

CDMA - IS 95 (DECT)

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GSM : Itinrance (Roaming)Gestion des bases de donnes (HLR et VLR) : Un VLR peut grer plusieurs zones de localisation. En revanche, une zone de localisation ne peut pas comprendre des cellules dpendant de VLR diffrents. Seul le VLR mmorise la zone de localisation courante de l'ensemble des mobiles qu'il gre. Le HLR mmorise l'identit du VLR courant de chaque abonn et non pas sa zone de localisation.16

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Propagation- transmission dans latmosphre - trajets trs mal dgags - terminaux essentiellement mobiles

- Affaiblissements de propagation trs mal matriss, toujours variables - Enormment de perturbations instables, non stationnaires

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PropagationTrois types de phnomnes : quasiment stables : lis, pour un systme donn, essentiellement la distance entre metteur et rcepteur lents : lis la prsence de masques. stationnarit : quelques dizaines de mtres (immeubles, carrefours, ...) rapides : lis la prsence de rflexions stationnarit : quelques dizaines de centimtres (fonction de )

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Propagation : les multi-trajetsRception de londe directe + rflexions - rflexions multiples (sur les faades) - diffraction (par les toits, par les coins des btiments) - diffusion (vgtation, ...)

rflexion diffraction diffusion BS19

Diffrents problmes affectant la propagation en milieu urbain

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Propagation : les multi-trajetsCette caractrisation du canal doit ncessairement tre apprhende par des mesures appropries. Le niveau de champ reu (mesures en bande troite) La rponse impulsionnelle du canal ou sa fonction de transfert (mesure en bande large) Les directions darrive des multi-trajets

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Propagation : les multi-trajetsComment apprhender le canal de propagation en milieu urbain ? Deux objectifs majeurs pour les modles de propagation :

Conception et valuation des performances des systmes radiolectriques(qualit taux derreur, capacit) Ingnierie radiolectrique : modles de prvision pour les outils de planification

Les modles respectent un compromis prcision/temps de calculCes modles se concrtisent par : - logiciels introduits dans des outils de simulation et de prvision - matriels (simulateurs de canal)

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