Réseau GSM: Concepts Clés

Le GSM (Global System for Mobile communications) est le premier système cellulaire numérique et un réseau de radiotéléphonie très répandu qui permet l'échange d'information entre plusieurs utilisateurs.

Le réseau GSM permet la communication entre les abonnés mobiles et les abonnés du réseau téléphonique commuté (RTC).

Un réseau de radiotéléphonie est caractérisé par un accès spécifique qui utilise une liaison radio.

Le sous-système radio (BSS) est responsable des transmissions radioélectriques et de la gestion de la ressource radio.

Le sous-système d'acheminement (NSS) est responsable de l'établissement des appels, de la mobilité et de la commutation téléphonique.

Le sous-système d'exploitation et de maintenance (OSS) permet à l'opérateur de gérer et d'administrer son réseau.

La station de base (BTS) est une partie essentielle du sous-système radio (BSS).

Le contrôleur de stations de base (BSC) est un élément important du sous-système radio (BSS).

Un registre qui stocke l'emplacement géographique des visiteurs d'un réseau GSM.

Un centre qui authentifie les abonnés et gère les clés de chiffrement.

Un registre qui contient l'identité unique de tous les appareils mobiles GSM.

Un sous-système qui gère l'exploitation et la maintenance du réseau GSM. Il comprend un OMC-R pour la gestion radio et un OMC-N pour la gestion du réseau.

Un protocole de signalisation utilisé dans les réseaux GSM pour la communication entre les différents composants du réseau.

La bande de fréquence utilisée pour la transmission entre les téléphones mobiles et les stations de base dans les réseaux GSM.

La technique d'accès multiple utilisée dans les réseaux GSM pour partager la capacité du réseau entre plusieurs utilisateurs.

Le nombre de canaux radio disponibles dans chaque sens de la bande de fréquences GSM.

L'interface Um est la connexion entre la station mobile (MS) et la station de base (BTS) dans un réseau GSM. Elle est la plus importante car elle gère la communication entre l'appareil et le réseau.

Le LAPDm est un protocole de communication utilisé par l'interface Um. Il est conçu pour gérer les communications sur un canal sujet à un taux d'erreurs élevé, comme la transmission radio.

La modulation GMSK est utilisée dans le système GSM pour transmettre les données vocales et les données. C'est une modulation MSK avec un filtre passe-bas gaussien pour réduire l'occupation spectrale.

Le paramètre B*Tb est utilisé pour caractériser la modulation GMSK. B représente la fréquence de coupure du filtre gaussien et Tb la durée d'un bit.

L'extension DCS du GSM utilise des fréquences plus élevées : 1710 à 1785 MHz pour la voie montante et 1805 à 1880 MHz pour la voie descendante.

Les ressources radio sont rares, il est important de les utiliser efficacement et avec parcimonie en utilisant des techniques de partage des fréquences et de modulation.

Le FDMA est une technique qui divise la bande de fréquence allouée au système GSM en 124 canaux fréquentiels de 200 kHz chacun. Chaque bande est divisée et chaque canal est réservé à un utilisateur. Les signaux modulés sont émis autour d'une fréquence porteuse qui siège au centre de la bande.

Le TDMA est une technique qui divise la bande de fréquence en intervalles de temps appelés slots. Chaque slot accueille un élément du signal radio appelé burst. Les slots sont regroupés par paquets de 8, créant une trame TDMA. Chaque utilisateur utilise un slot par trame TDMA.

Un canal physique est constitué par la répétition périodique d'un slot dans la trame TDMA sur une fréquence particulière. Un slot est une unité de base du TDMA, et chaque slot est attribué à un utilisateur différent.

Un canal demi-débit est un canal physique qui n'est alloué à un utilisateur que toutes les 2 trames TDMA. En comparaison, un canal plein débit est alloué à chaque trame.

Une trame TDMA est un ensemble de 8 slots qui se répètent périodiquement. Elle représente une unité de temps pour le TDMA, chaque trame étant utilisée par un utilisateur différent.

Une porteuse est une fréquence spécifique utilisée pour la transmission d'informations. Elle est attribuée à un canal physique. Deux BTS voisines ne peuvent pas utiliser des porteuses identiques ou proches pour éviter les interférences.

Une méthode utilisée dans GSM pour diviser le spectre disponible en plusieurs porteuses distinctes, chacune espacée de 200 kHz.

Une méthode utilisée dans GSM pour partager le temps disponible sur une porteuse en plusieurs slots de 0,5769 ms.

Un canal physique est constitué d'une séquence de slots répétés dans chaque trame TDMA. Il permet de transmettre des données dans une seule direction.

Un canal physique duplexe regroupe deux canaux physiques simplexes, l'un pour la voie montante et l'autre pour la voie descendante, permettant ainsi la communication bidirectionnelle.

L'écart de fréquence entre la voie montante et la voie descendante d'un canal duplexe.

Un canal logique regroupe plusieurs trames et permet la transmission d'un type d'information spécifique. Il est multiplexé sur un canal physique.

Le canal FCCH (Frequency Correction Channel) est un burst de 148 bits émis toutes les 50 ms. Il permet au mobile de synchroniser son oscillateur avec la fréquence du réseau.

Le canal SCH (Synchronization Channel) est émis uniquement dans le TS0 d'une trame TDMA. Il permet au mobile de se synchroniser avec le temps du réseau.

Le SCH est un canal de commande qui transmet des informations relatives à la structure des trames dans la cellule, comme le numéro de TDMA, ainsi que le code d'identification de station de base (BSIC) de la station de base sélectionnée.

Le BCCH est un canal de commande de diffusion qui transmet des informations relatives à la cellule, telles que la puissance d'émission maximale et minimale du mobile, la puissance minimale reçue, les fréquences des cellules adjacentes et le numéro de la zone de localisation.

Le PCH est un canal de recherche utilisé par le réseau pour contacter le mobile en cas d'appel entrant, de message court ou d'authentification. Il transmet le numéro de signalisation du mobile (IMSI) ou un numéro provisoire (TMSI).

Le RACH est un canal à accès aléatoire utilisé par le mobile pour répondre au réseau après avoir reçu un message de recherche sur le PCH. Il est également utilisé pour initier une communication avec le réseau.

Le AGCH est un canal de concession d'accès utilisé pour allouer un canal de signalisation dédié au mobile, permettant son identification, son authentification et la détermination de sa demande.

Les canaux FCCH, SCH et BCCH sont utilisés pour obtenir des informations de base sur la cellule et doivent être lus de nouveau à chaque fois que le mobile change de cellule.

Les canaux de commande sont utilisés pour la communication entre le réseau et les mobiles et couvrent des fonctions comme la recherche, l'accès au réseau, l'authentification et la communication de données basiques.

Le canal AGCH permet l'attribution d'un canal de signalisation dédié au mobile, facilitant ainsi sa communication avec le réseau.