L’essentiel: Le GSM

Fonctionnement

Le GSM (Global System for Mobile) est une norme qui utilise une liaison radioélectrique dans la bande de fréquence 890-915 MHz pour le sens montant (mobile vers les infrastructures de l’opérateur) et 935-960 MHz pour le sens descendant (infrastructures vers le mobile.
On décrit aussi le système GSM 1800, aussi appelé DSC 1800 (Digital Communication System) qui fonctionne entre 1710 et 1785 MHz dans le sens montant et 1805 et 1880 MHz pour le sens descendant.

Chaque canal de fréquence est égal à 200 kHz pour un débit brut de 271 kbits/s.
On dénombre ainsi 124 porteuses dans chaque sens pour le GSM 900 et 374 porteuses pour le DSC 1800. Chaque porteuse contient 8 « time slot » et peuvent donc supporter 8 communications simultanées.

Architecture réseau

Le réseau mobile PLMN (Public Land Mobile Network) contient 2 sous –systèmes :

Le sous-système radio BSS (Base Station Sub-System) qui assure la transmission du mobile dans son environnement. Il est composé de stations radioélectriques BTS (Base Tranceiver Station) chargés de la liaison radio avec le MS (Mobile Station) qui est en fait le téléphone portable ; ainsi que de contrôleurs de stations radioélectriques BSC (Base Station Controller). On peut également rajouter le TRAU (Transcoder/rate Adaptor Unit) chargé du transcodage de la parole.

Le sous-système réseau NSS (Network Sub-system) qui permet de traiter l’appel et de gérer l’itinérance. Il est composé des commutateurs temporels de circuits à 64kbits /s MSC (Mobile-services Switching Centre) pour le routage, d’une passerelle dédiée GMSC (Gateway Mobile-services Switching Centre) pour se connecter vers des réseaux extérieurs, du TSC (Tandem Switching Centre) qui est un commutateur temporel de circuits à 64 kbits/s chargé du transit entre 2 MSC. A cela sont rajoutées les bases de données des abonnés HLR (Home Location Register), VLR (Visitor Location REgister) rattachés aux MSC et qui gèrent les informations des abonnés, les AuC (Authentication Center) et les EIR (Equipment Identity Register) pour l’identification des terminaux.
Ouf…tout cela pèse lourd. Afin de simplifier l’architecture du réseau GSM, je vous propose un schéma :

Communication entre le mobile et la station de base

En version très simplifiée, l’établissement du canal de transmission s’effectue par l’attribution :

  • De 2 fréquences porteuses (sens montant et descendant) avec le FDMA (Frequency division Multiple Access) qui traduit tout simplement de se placer sur l’une des fréquence de 200 kHz décrite ci-dessus.
  • D’un intervalle de temps dans la trame temporelle portée par les 2 fréquences avec le TDMA (Time Division Multiple Access) qui traduit l’allocation de l’un des 8 « time slot » qui constitue une trame. Chaque time slot dure 577 micro secondes.

Voilà qui résume un peu le fonctionnement du GSM. Je ne détaille pas ici l’architecture protocolaire, ni le codage et encore moins les canaux. Egalement non abordé, la gestion des canaux, de la sécurité, de la localisation, les appels et le handover (changement de cellule du mobile lors du déplacement)….peut être sur d’autres billets si les sujets intéressent des internautes !!!

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