TÉLÉCOMMUNICATIONS Les transmissions radio
Principes de base d'un système de téléphonie mobile
Réseau de relais radio
Le but d'un réseau de téléphonie mobile « cellulaire » est d'offrir des services de voix et de données au public, les communications pouvant se faire n'importe où (dans la zone de couverture) et n'importe quand. Lorsqu'une communication est établie, celle-ci doit pouvoir se poursuivre avec un niveau de qualité satisfaisant, même si l'usager est en situation de mobilité. Pour satisfaire ces exigences, l'opérateur du réseau doit déployer un certain nombre de relais radio (stations de base – SB) qui vont assurer l'interface entre les terminaux des abonnés et les infrastructures du réseau de communication. La portée d'un relais radio est liée aux puissances d'émission du relais et des terminaux, aux contraintes de protection contre les interférences entre relais, terminaux et services, ainsi qu'aux contraintes apportées par le canal radio lui-même (trajets multiples, évanouissements et affaiblissement de propagation). Il faut en conséquence déployer un nombre plus ou moins important de relais radio (selon la géographie du terrain) afin d'assurer une couverture de service continue ou quasi continue pour l'usager. Typiquement, dans un système GSM, les stations de base sont espacées de quelques kilomètres au plus.
Téléphonie mobile: couverture radio
Encyclopædia Universalis France
Si on considère une couverture isotrope autour de chaque relais radio, en supposant un terrain parfaitement plat et des conditions de propagation identiques dans toutes les directions – ce qui n'arrive jamais dans la réalité –, on conçoit que, pour couvrir une zone géographique donnée avec le minimum de relais radio, la structure en « nid d'abeille » est la structure la plus compacte et donc la plus adaptée. Chaque relais sert donc de façon théorique une zone hexagonale. Par analogie avec la structure en nid d'abeille, on appelle cellule la zone couverte par une station de base et on parle de système de téléphonie « cellulaire » (fig. 1).
Téléphonie mobile: motif de réutilisation des fréquences
Encyclopædia Universalis France
Une fois le déploiement assuré, il faut répartir les ressources disponibles en fréquences entre les différents relais. Pour un système de type GSM, on ne peut utiliser les mêmes fréquences sur tous les relais radio en même temps sans créer de brouillage destructeur. Lorsqu'une fréquence est utilisée sur un site, elle n'est plus disponible jusqu'à une certaine distance afin de respecter un rapport signal sur bruit ou signal sur interférence (C/I) minimum (fig. 2). Ce rapport C/I minimum dépend du canal de propagation du signal utile, du code correcteur d'erreurs et des autres mécanismes de traitement de signal utilisés par le système. En pratique, on découpe le spectre en groupes de fréquences répartis régulièrement entre les différentes stations de base. Le nombre de groupes de fréquences est d'autant plus grand que la protection demandée est importante.
Chaque groupe de fréquences est en général divisé en canaux radio élémentaires, eux-mêmes éventuellement subdivisés en intervalles de temps. L'unité élémentaire de ressource radio pouvant être attribuée à une communication devient alors l'intervalle de temps à l'intérieur d'un canal radio. Ce principe est celui des systèmes AMRT (accès multiple par répartition dans le temps) ou TDMA (Time Division Multiple Access). Le GSM utilise ce principe.
D'autres techniques d'accès et de répartition des ressources radio sont possibles qui ne nécessitent pas de découpe en intervalles de temps. Ainsi, dans les systèmes AMRC (accès multiple par répartition par codes) ou CDMA (Code Division Multiple Access), les signaux des communications entre terminaux et station de base sont tous superposés dans la même bande de fréquence, chaque communication étant codée au préalable avec une clef qui lui est propre. Cette disposition permet à la réception,[...]
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Écrit par
- François DE RYCK : ingénieur de recherche
Classification
Médias
Téléphonie mobile: couverture radio
Encyclopædia Universalis France
Téléphonie mobile: motif de réutilisation des fréquences
Encyclopædia Universalis France
Téléphonie mobile: sectorisation des cellules
Encyclopædia Universalis France
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