1. Passer à la
première page
Introduction à la téléphonie mobile
Notions sur la téléphonie cellulaire
1
Guintech Informatique
Tana Guindeba
ingénieur jr
Avril 2014
2. Passer à la
première page
Téléphone mobile
Définition:
GSM (Global System for Mobile Communication) est une norme
élaborée dans les années 80 dans le but de définir les paramètres
pour un réseau de communication cellulaire numérique. La norme
GSM est universellement utilisée pour les réseaux de
communication sans fil. Au Canada et aux EU, comme au Japon, il y
a aussi la norme , CDMA (Code division multiple access).
2
Guintech Informatique
3. Passer à la
première page
Téléphone mobile
Origine:
Dès le début des années 70, les laboratoires de Bell aux USA ont
eu l’idée de mettre sur pieds un système radio mobile basé sur une
structure cellulaire. Mais, c’est dans les années 80 qu’a été
concrétisée la commercialisation de réseaux de téléphones
cellulaires.
Avant cette date, on avait que des études théoriques là dessus.
3
Guintech Informatique
4. Passer à la
première page
Pourquoi utiliser un cellulaire?
Pour l’abonné:
Mobilité: Utilisable partout où il y a du signal autorisé
Pratique: en contact avec tout le monde et à tout temps
Utile lors des urgences (sur route par exemple)
Fonctionnalités secondaires: musique, photos, vidéos, jeux
Possibilité internet, info, actualité, applications,… etc.
Utilisation professionnelle (courriel, agenda,…).
….etc.
Pour l’operateur:
Pas besoin de creuser le sol pour installer des câblages.
Maintenance moins laborieuse
Nombre accru de clients, comparé à une ligne familiale
Vente de services à valeur ajoutée
….etc.
4
Guintech Informatique
5. Passer à la
première page
Quelques terminologies
SIM (Subscriber Identity Module): Module d’identité d’abonné (Il
contient aussi des informations sur l’abonnement).
MS (mobile station): Équipement utilisé par l'usager du réseau
pour accéder aux services de l’operateur (mobile + SIM).
IMEI (International Mobile Equipment Identity). Code unique
identifiant l’appareil, vérifié à chaque utilisation. Permet aussi
de détecter un téléphone déclaré perdu ou volé. Peut être
obtenu en composant: *#06#
IMSI (International Mobile Subscriber Identity): identification
unique de l’abonné (15 chiffres: pays/réseau/appareil)
BTS (Base Transceiver Station): Émetteurs-récepteurs, relais
(stations de base, on les voit sur les tours, les montagnes,.)
BSC (Base Station Controller): Concentrateurs de stations de
Bases (contrôle un ensemble de BTS)
5
Guintech Informatique
6. Passer à la
première page
Quelques terminologies
MSC (Mobile Switching Center): Centre de commutation mobile
(gère les BSC, le traitement des appels de A à Z, un élément
central du réseau qui fait beaucoup de contrôles).
EIR (Equipment Identity Register): Enregistreur d'identité de
l’équipement ( liste des mobiles/IMEI autorisés)
HLR (Home Location Register): Base de données de localisation
et de profiles des abonnés.
VLR (Visitor Location Register): Base des abonnés de visiteurs
(Localisation courante, même ceux hors de leur localité)
AUC (Authentication Centre): Centre d ’authentification (base de
données pour protéger le réseau contre les fraudeurs, se
trouve généralement au niveau du HLR, héberge les NIP).
6
Guintech Informatique
7. Passer à la
première page
Architecture de réseau GSM
7
Guintech Informatique
voici à quoi
ressemble un
réseau mobile à
la base. Le
GMSC dirige
les appels en
provenance ou
en direction de
l’extérieur du
réseau
Source image:
www.efort.com
8. Passer à la
première page
Opérateur de réseau mobile
Compagnie offrant des services de téléphonie mobile et autres
services comme l’accès au net. L’usager accède au réseau
cellulaire de l’opérateur moyennant une carte SIM qu’il insère
dans un appareil mobile (téléphone, tablette, pagette,…).
Nous avons principalement deux catégories d'opérateurs de
mobile: Ceux qui possèdent leur propre infrastructure, appelés
MNO (Mobile Network Operators), pour operateurs de réseau
mobile.
Et ceux qui louent et revendent des portions de réseaux des
premiers sous leur propre marque, appelés opérateurs de réseau
mobile virtuel MVNO (Mobile Virtual Network Operators)
8
Guintech Informatique
9. Passer à la
première page
Opérateur de réseau mobile
Au Canada, comme MNO on peut citer: Bell, Rogers, Telus,…
Comme MVNO au Québec nous avons, entre autres:
•Virgin Mobile, Solo Mobile : qui utilisent le réseau de Bell
•Fido, ChatR : qui utilisent le réseau de Rogers
•Koodo, Public Mobile : qui utilisent le réseau de Telus
La bande de fréquence utilisable pour être MNO est limitée, je
pense qu’au Canada tout le spectre est attribué.
Il faut au préalable obtenir une License d’exploitation pour
pouvoir être operateur.
9
Guintech Informatique
10. Passer à la
première page
Cellules téléphoniques
10
Guintech Informatique
La région que couvre un système cellulaire (présence de signal)
est divisée en cellules. Chaque cellule contient un ou plusieurs
émetteurs-récepteurs (BTS) pour former une bande de
fréquences. On a plusieurs types de cellules, en fonction de la
taille de la zone, du nombre d’abonnés, présence d’obstacles,
puissance du BTS,… 1. Femtocellules: (en mètres)
2. Picocellules: (dizaines de
mètres)
3. Microcellules: (zone
urbaine, courtes antennes )
4. Macrocellules: (zone
urbaine, longues antennes)
5. Megacellules: Satellites
(centaines de kms)
11. Passer à la
première page
Mobile: mise en marche
À la mise sous tension du cellulaire, les opérations suivantes
sont exécutées parmi d’autres:
1. Validation de la carte SIM à travers le code secret (code
PIN), si cette fonctionnalité est activée.
2. Le récepteur du GSM balaie les canaux de la bande GSM et
mesure le niveau du signal reçu sur chaque canal
3. Le mobile repère le signal le plus forts
4. Le mobile récupère les infos sur la cellule et le réseau. Il
transmet à la BTS des informations d’identification pour la
mise à jour de la localisation. (VLR/HLR)
5. Mise en route terminée, le mobile se met en mode veille et
effectue un certain nombre de routines :
11
Guintech Informatique
12. Passer à la
première page
Mobile: Routines en marche
1. Lit fréquemment le PCH (Paging channel) qui indique un
éventuel appel entrant.
2. Lecture des canaux de signalisation des cellules voisines
3. Mesure du niveau des canaux de diffusion (BCH) des
cellules voisines pour la mise en route éventuelle d’une
procédure de handover (transfert intercellulaire).
On voit que, même sans communication, le portable effectue
des taches en continue. Certaines opérations consomment la
batterie, telles que les mesures de signal, les Handover,….
12
Guintech Informatique
13. Passer à la
première page
Mobile: Réception d’un appel
Quand quelqu’un compose le numéro d’un abonné mobile:
1. L’appel est dirigé vers le MSC le plus proche qui recherche
l'IMSI dans le HLR et la localisation du mobile dans le
VLR.
2. Le MSC le plus proche du mobile fait diffuser dans la zone
de localisation (plusieurs cellules) un message à l'attention
du mobile demandé.
3. L'appelé est identifié grâce à la carte SIM
4. Le mobile reçoit du BTS la commande de sonnerie
5. L’abonné décroche et la communication s’établit.
13
Guintech Informatique
14. Passer à la
première page
Mobile: Émission d’un appel
Le mobile fait une requête d’appel au MSC à travers le BS et le
BSC. Voila comment:
1. L’abonné compose un numéro de téléphone
2. La demande arrive à la BTS qui desserve sa cellule courante
3. Passe le BSC pour atteindre le MSC (commutateur du réseau)
4. L’identification et le contrôle des droits de l’usager se font
5. L’appel est transmis vers le réseau public (si la destination est
sur un autre réseau)
6. D’autres parcours (MSC - BSC - BTS) à destination, selon la
distance de la cellule de destination, entre autres.
7. Sonnerie et décrochage destinataire puis l’établissement de la
communication.
14
Guintech Informatique
15. Passer à la
première page
Mobile: En déplacement
En cours de déplacement, il peut arriver qu’on change de cellule
(transfert intercellulaire). Ce qui nécessite des réactions de la part
des équipements du réseau, pour pouvoir maintenir la
communication en cours ou la connexion réseau. Selon l’ampleur
du déplacement, le BTS, le BSC et même le MSC peuvent être
plus ou moins impliqués.
Sans aller trop dans les détails, il faut noter la possibilité de perte
de communication partielle ou totale durant un déplacement en
fonction des canaux disponibles et de la technique utilisée pour
changer de BTS.
Il peut y a voir un transfert inter – systèmes, quand on change de
MSC. Dans ce cas on parle de la fameuse « longue distance »
que j’ai dénoncée auprès du CRTC.
15
Guintech Informatique
16. Passer à la
première page
Mobile: En déplacement
16
Guintech Informatique
En transfert inter – systèmes, on peut aussi devoir changer
d’opérateur. Dans ce cas, on parle de roaming (itinérance). Par
exemple, en zone non couverte par son operateur, comme à
l’étranger.
Certains pays sont avancés plus que d’autres en matière de
gestion du roaming (en avantage client), comme par exemple:
•Au Mali, les abonnés d’un opérateur peuvent recevoir des
appels sans frais supplémentaires étant au Sénégal, en Guinée
Bissau, en Côte d'Ivoire, au Niger,….
•En Italie un abonné qui se rend en Allemagne, Irlande, France
ou en grande Bretagne, bénéficie d’un certains nombre
d’avantages (pas de frais de roaming) d’un operateur qui
couvre aussi ces pays.
17. Passer à la
première page
Équipement: BTS
17
Guintech Informatique
wikimedia.org
gsmweb.cz
Certains operateurs versent des frais
aux occupants des immeubles
supportant leurs BTS.
itiltd-india.com
18. Passer à la
première page
Équipement: BSC
18
Guintech Informatique
Images de BSC
privateline.com
telcomstar.com
19. Passer à la
première page
Équipement: MSC
19
Guintech Informatique
Une bonne partie des fonctions du
réseau se font au niveau du MSC
Un MSC avec son support.
wordpress.com
20. Passer à la
première page
Conclusion
20
Guintech Informatique
Ainsi prend fin ce tour sur la téléphonie mobile. J’ai fait de mon
mieux pour que ce soit moins technique et compréhensible du
grand public. Il faut retenir:
•À un moment donné, on se trouve dans une cellule desservie
par un émetteur-récepteur au moins.
•Au démarrage, un cellulaire cherche un bon signal accessible,
se déclare pour être inscrit dans un HLR ou VLR.
•En mouvement, on peut changer de BTS, de BSC et même de
MSC. Ce qui peut causer une coupure de communication, une
perte de quelques paroles ou surcharge de travail au réseau.
•Les liaisons entre le mobile et les BTS se font par ondes radio.
•Les données (SMS, MMS,..) suivent les même voies que la
voix, tous deux codés au départ et décodés à l’arrivée
21. Passer à la
première page
Conclusion
21
Guintech Informatique
•Les équipement sont dotés de micro programmes (logiciels).
•Il sont contrôlés et supportés par des machines serveur roulant
sur des systèmes d’exploitation comme linux-Unix.
•Les operateurs abusaient en nous faisant payer les « longues
distances » effectuées sur leurs propres réseaux.
•Il est inutile de vouloir utiliser un téléphone volé et déclaré
•En plus de pouvoir écouter, les autorités peuvent retracer la
position de l’usager d’un mobile
•L’avancée technologique comme l’arrivée du Protocol IP en
téléphonie apporte d’autres notions qui ne sont pas couvertes
dans cette présentation.
Tana Guindeba
Québec, Canada
