Téléphonie mobile et réseau cellulaire

[invite6db91fef]

Bonsoir
Qui peut m'expliquer comment fonctionne la téléphonie mobile ? Je ne comprends pas comment ça fonctionne au niveau de la transmission entre le téléphone et la station.

Par exemple j'ai matté dans un bled pommé (histoire de prendre un cas simple) il y a 1 station de radiotéléphonies équipée en GSM (pas d'UMTS) pour la commune, voilà les caractéristiques radioélectriques de la station :

Système :: Bande de fréquences
GSM 900 :: 890 à 915 MHz
GSM 900 :: 935 à 960 MHz
GSM 900 :: 890 à 902.5 MHz
GSM 900 :: 935 à 947.5 MHz

Admettons donc que je passe un appel audio en 2G (GSM donc). Voilà ce que je lis sur wikipedia :

Le GSM utilise deux bandes de fréquences, l'une pour la voie montante, l'autre pour la voie descendante. La bande 890-915 MHz est utilisée pour la voie montante, tandis que la bande 935-960 MHz est utilisée pour la voie descendante. Chacune de ces bandes comprend 124 porteuses (canaux) de 200 kHz chacune. La modulation utilisée sur ces porteuses est la GMSK, qui permet d'éviter les chevauchements des porteuses.

Chaque porteuse comporte huit time slots (TS). Ils durent environ 577 μs. Les canaux physiques sont ces slots.

Chaque porteuse a un débit brut de 271 kbit/s, tandis que les canaux physiques ont donc un débit brut de 33,8 kbit/s. Le débit utile est quant à lui de 24,7 kbit/s.

Quand je lis ça je le comprend comme ça : si on est 125 à passer un appel au même moment, il y en aura un qui ne pourra pas appeler (pas de porteuse disponible => réseau surchargé)

Je doute que ce soit ça... Donc si on pouvait m'expliquer

Autre question, à quoi servent les deux systèmes :
GSM 900 :: 890 à 902.5 MHz
GSM 900 :: 935 à 947.5 MHz
Est-ce que ça permet d'ajouter des porteuses pour avoir "plus de place" ? Dans ce cas comment est-ce possible puisque ça utilise une partie de la même plage de fréquence que les 2 autres systèmes... J'ai trouvé une commune où il n'y a que ces 2 systèmes, donc peut-être qu'il s'agit simplement d'antenne "de secours" au cas où les 2 premiers systèmes ne fonctionne pas ?


Je ne comprends pas non plus pourquoi on fait un réseau cellulaire sachant qu'il existe un nombre de porteuse infini entre 2 fréquences (puisqu'il y a une infinité de nombres entre 2 nombres!). Est-ce que c'est parce qu'à partir d'un certain moment, il y aurait des interférences entre 2 fréquences trop proches ?
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[f6bes]

Bjr Cyrbrass,
Ben Oui, si tous les canaux sont occupés il y a saturation.
Le dernier ne peut entrer.
Mais ce serait un manque de bol que dans un bled POMME, il y ait 125 appels SIMULTANES !!
En urbain les relais sont nettement plus nombreux et ça augmente les possibilités.
Mais il y a TOUJOURS une limite. Exemple: lorsque à minuit entre le 31 /12 et le 1er de l'an TOUT le MONDE veut passer ses voeux: ça coinçe !!

Il n'y a pas une infinité de fréquençe. Chaque fréquence à BESOIN de 200 kHz de bande passante (915-890= 25MHz/0.2=125 canaux).
Si tu espaçes tes fréquences de 100 kHz , les bandes passantes (200 khz)se CHEVAUCHENT et c'est le caca.
A+

[invité576543]

Qui peut m'expliquer comment fonctionne la téléphonie mobile ?

Ca doit pouvoir se trouver...

Plusieurs points pertinents:

1) Une porteuse ne correspond pas à une communication. On peut passer 8 à 16 communications de phonie sur une porteuse GSM

2) Une station n'utilisent pas nécessairement toutes, ou pleinement, les porteuses qui lui sont allouées. Une complication est la notion de saut de fréquence, qui fait qu'une base ayant par exemple 10 porteuses n'utilise quantitativement que l'équivalent d'une seule.

3) La transmission montante (mobiles vers infrastructure) et descendante (infrastructure vers mobiles) sont totalement séparées, un mobile en comm émet sur une fréquence et reçoit sur une autre, elles sont séparées de 45 MHz (pour la bande des 900).

Autre question, à quoi servent les deux systèmes :
GSM 900 :: 890 à 902.5 MHz
GSM 900 :: 935 à 947.5 MHz

Ce ne sont pas deux systèmes mais tout simplement la bande montante et descendante allouées à la station. Elles ont séparées de 45 MHz, ce qui est une valeur systématique pour la bande des 900 utilisée par le GSM.

Je ne comprends pas non plus pourquoi on fait un réseau cellulaire sachant qu'il existe un nombre de porteuse infini entre 2 fréquences (puisqu'il y a une infinité de nombres entre 2 nombres!).

Il n'y a pas un nombre infini de porteuses portant un débit donné. Pour le débit de modulation du GSM, il faut un minimum de 200 kHz de séparation pour que deux signaux s'interfèrent de manière tolérable ou moins. D'où le chiffre de 125, qui correspond à la bande disponible comme l'indique f6bes.

N'hésite pas à poser des questions plus précises...

Cordialement,

PS: Pour f6bes, en fait les bandes se chevauchent avec une séparation de 200 kHz (la largeur doit être quelque chose comme 500 kHz à -70 dB, je n'ai plus le chiffre exact en tête); mais on se débrouille pour que l'interférence reste acceptable, par exemple en n'allouant pas des fréquences contiguës dans des cellules contiguës...

[invite6db91fef]

Merci pour vos réponses

Je reviens sur certaines choses :


f6bes, je ne me souviens plus de la commune mais je ne trouve pas ça si énorme 125 appels simultanés même pour un bled pommé (bon ya pommé et pommé, mais si c'est genre une commune de 1000 habitants ; aujourd'hui le mobile est très répandu !)

Michel :
1) Comment peut-on avoir plusieurs communication sur la même fréquence ? Si je fais l'analogie avec la radio, c'est comme transmettre plusieurs signaux audios sur une seule fréquence, je ne vois pas comment c'est possible. Le récepteur reçoit 2 signaux en même temps...

2) Ok

3) Je ne vois pas le 45 Mhz ? Car entre 915 et 935, il n'y a que 20 Mhz et entre 902.5 et 935, que 32.5 Mhz. J'ai bien compris qu'il y avait un système pour la transmission montante et descendante, ce que je ne comprends pas c'est pourquoi sur une station il y a quatre systèmes (2 transmissions montantes et 2 transmissions descandantes) et comme elles partagent une partie de la même bande de fréquence, je doute qu'elles puissent fonctionner en même temps... D'où ma remarque sur une station de "secours".


4) Enfin pourquoi faut-il 200 Khz de séparation puisqu'on transmet un signal audio (qui peut très bien etre contenu sur une bande de 4 Khz pour une qualité téléphone)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invité576543]

1) Comment peut-on avoir plusieurs communication sur la même fréquence ? Si je fais l'analogie avec la radio, c'est comme transmettre plusieurs signaux audios sur une seule fréquence, je ne vois pas comment c'est possible. Le récepteur reçoit 2 signaux en même temps...

Il y a différentes méthodes, plusieurs techniques de multiplexage. Dans le cas du GSM, on multiplexe dans le temps, 580 µs pour un signal, puis 580 µs pour un autre, etc. et retour au premier signal 4.6 ms ou 9.2 ms plus tard (j'arrondis les chiffres...). Comme la parole est codée en numérique, le circuit de restitution reconstruit un flot continu, le hachage n'est pas perceptible.

3) Je ne vois pas le 45 Mhz ? Car entre 915 et 935, il n'y a que 20 Mhz et entre 902.5 et 935, que 32.5 Mhz. J'ai bien compris qu'il y avait un système pour la transmission montante et descendante, ce que je ne comprends pas c'est pourquoi sur une station il y a quatre systèmes (2 transmissions montantes et 2 transmissions descandantes) et comme elles partagent une partie de la même bande de fréquence, je doute qu'elles puissent fonctionner en même temps... D'où ma remarque sur une station de "secours".

Le 45 MHz est entre le début d'une bande et le début de l'autre. On peut réécrire les bandes comme 890 à 915 MHz, 890+45=935 à 915+45=960 MHz, etc.

Je ne connais pas la signification précise de l'indication de bandes que tu donnes. Je présume qu'il s'agit seulement d'une indication grossière, que la station utilise certaines sous-bandes de ces bandes, pas toutes.

Comme il n'y a aucune contrainte à ce qu'une base utilise des fréquences contiguës, il se peut qu'on lui alloue des fréquences assez éloignées. Vu les valeurs, on peut se demander si ce n'est pas une base mixte, avec une bande (une double bande, une montante une descendante) pour SFR et une pour Orange, par exemple.

4) Enfin pourquoi faut-il 200 Khz de séparation puisqu'on transmet un signal audio (qui peut très bien etre contenu sur une bande de 4 Khz pour une qualité téléphone)

Comme on multiplexe dans le temps, une comm n'utilise que 1/8ème (exemple) de la bande (elle l'utilise pendant 1/8ème de temps, 577 µs toutes les 4615 µs our être plus précis). La parole est codée dans cet exemple en numérique à 13 kb/s. Il y a une redondance importance, on arrive vers les 30 kb/s (correction d'erreur, aide à la démodulation, signalisation, etc.). Fois un peu plus que 8, à cause des temps de garde (entre comms successives), on obtient 271 kb/s, le rythme de modulation du GSM. Il y a une limite au débit en bit/s par Hz de bande, limite liée au bruit, aux interférences, etc. 1.4 bit/s par Hz est un chiffre assez typique, même si on peut faire mieux (mais avec une moindre résistance aux perturbations du milieu de transmissions).

Au passage, en analogique il faut plus que 4 kHz en radio cellulaire. 4 kHz c'est ce qu'on peut faire sur médium peu perturbé, paire de cuivre, coax, faisceau hertzien. L'environnement de transmission en radio mobile est épouvantable, et faut prendre des marges. Les systèmes cellulaires analogiques consommaient 25 kHz par comm, 12,5 kHz dans les meilleurs cas. Le GSM est équivalent, en multiplexant 16 comms sur une porteuse (codage numérique sur 6 kb/s), ça fait 12,5 kHz par comm.

Cordialement,

[OliveT1]

Et comment savoir à partir des bandes de fréquence de l'exemple du bled pommé quel est l'opérateur en présence ?

En gros, peut on savoir à quels opérateurs on a à faire à partir de cette info de bande de fréquence ?

[invité576543]

Et comment savoir à partir des bandes de fréquence de l'exemple du bled pommé quel est l'opérateur en présence ?

En gros, peut on savoir à quels opérateurs on a à faire à partir de cette info de bande de fréquence ?

Bonsoir,

Je ne sais pas si l'information est publique. Une recherche sur Google?

Cordialement,

[OliveT1]

Début de réponse ici :
Pour Orange : http://www.arcep.fr/uploads/tx_gsavis/08-0229.pdf

Pour les autres, je lutte pour trouver l'info.
Si vous l'avez, je suis preneur.

Et pour le futur schéma de répartition en cas de 4° opérateur 3G http://www.arcep.fr/fileadmin/repris...-900-fev08.pdf

[OliveT1]

Bon, ben j'ai fini par trouver par moi même.
La réponse pour info, au cas où ça intéresse :

- Bouygues : 880 à 890 Mhz / 925 à 935 Mhz
- Orange : 890 à 902,5 Mhz / 935 à 947,5 Mhz
- SFR : 902,5 à 915 Mhz / 947,5 à 960 Mhz

Avec ça, ça permet d'identifier à qui sont les stations des opérateurs sur le site cartoradio.fr.
Et si l'info sur cartoradio.fr d'un site donne une plage de fréquence plus grande, c'est parce qu'il y a plusieurs opérateurs. On les trouve donc par déduction.