Le document traite des besoins des utilisateurs en matière de services mobiles, en présentant les différentes générations de technologies de téléphonie mobile allant des systèmes analogiques aux normes 4G. Il détaille les protocoles et systèmes tels que GSM, GPRS, UMTS et LTE, ainsi que les composants essentiels des réseaux mobiles, tels que les stations de base et les systèmes de gestion des abonnés. Enfin, il explique le fonctionnement des appels mobiles, y compris les phases d'enregistrement, d'appel et de transfert entre cellules.

1. Besoins des utilisateurs
 Types de flux diversifiés : voix, images, sons, textes,
data, videos..
 Qualité de service(Qos) :
- Débit, temps de réponse
- Disponibilité (« anywhere, anytime connected)
- Sécurité
 Terminaux : intégration (tout en un)

2. Besoins des utilisateurs
Mobile= Tout en un+ Accès a tout
Ex: Location services, emails, sharing photos, news,
sports, entertainment, video monitoring, multiplayer
gaming…

3. Les Générations des Mobiles
 Analogique: G1(AMPS,TACS..)
 Numériques:
 G2:GSM
 G2.5:GPRS
 G2.75:EDGE
 G3:UMTS
 G3.5:HSDPA
 G4:LTE,WIMAX

4. Global System for mobile
communication (GSM)
 Deuxième génération
 Débit maximal de 9.6kbps
 Permet de transmettre idéalement la Voix ainsi que
des données numériques de faibles volumes( SMS,
MMS)
 Ressources allouées pour la durée de la conversation

5. General Packet Radio System (GPRS)
 2.5G, évolution de la norme GSM
 Permet d’autoriser le transfert de données par
paquets(commutation de paquets)
 Débit maximal de 171.2kbps
 utilise l'architecture du réseau GSM pour le
transport de la voix
 propose d'accéder à des réseaux de données
(notamment internet en bas débit) utilisant le
protocole IP ou le protocole X.25

6. Enhanced Data Rates for GSM
Evolution (EDGE)
 2.75G
 Permet d'atteindre des débits allant jusqu’à 384
kbit/s pour les stations fixes (piétons et véhicules
lents) et jusqu’à 144 kbit/s pour les stations mobiles
(véhicules rapides)

7. Universal Mobile Telecommunications
System (UMTS)
 3G
 offre des débits de 384 kbps à 2 Mbps!(haut débit
de transmission)
 Basée sur la technologie W-CDMA
 l'utilisation de médias tels que la télévision
numérique et les vidéo-conférences
 Elle permet en outre, de surfer sur internet
confortablement et de télécharger à grande vitesse
des fichiers

8. Wideband Code Division Multiple
Access(W-CDMA)
 C’est une technique de codage utilisée dans la partie
radio (UTRAN) des réseaux de téléphonie mobile
UMTS, de troisième génération
 Les normes UMTS rédigées par l'organisme3GPP
définissent cette technique de codage et de
modulation des ondes radio
 Pour faire pleinement bénéficier les clients des
services multimédia à haut débit

9. High-Speed Downlink Packet Access
(HSDPA)
 3.5G
 débits allant jusqu'à 10 Mbits/s
 transférer des fichiers de plus en plus lourds

10. Réseau 4G
 Successeur du 3G
 Plusieurs candidats: Wimax, LTE, iBurst, ...
 Téléchargement plus rapide

11. Réseau de téléphonie mobile
 C’est un réseau téléphonique qui permet l’utilisation
simultanée de millions de téléphones sans fils,
immobiles ou en mouvement
 Alors il faut répartir aussi efficacement que possible
un spectre hertzien unique entre de très nombreux
utilisateurs

12. Réseau de téléphonie mobile
 Pour cela diverses méthodes sont utilisés pour la
séparation des utilisateurs et des cellules radio(
multiplexage temporel, multiplexage en fréquence..)

13. Frequency Division Multiple Access
(FDMA)

14. Frequency Division Multiple Access
(FDMA)
 FDMA=découpage des canals en bandes de
fréquences de manière à attribuer dynamiquement
une partie du spectre à chaque utilisateur
 De cette manière, chaque utilisateur se voit
attribuer une ou plusieurs bandes de fréquences
distinctes (au minimum, une pour l'émission et une
pour la réception)

15. Time Division Multiple Access(TDMA)

16. Time Division Multiple Access(TDMA)
 TDMA= division temporelle de la bande passante,
dont le principe est de répartir le temps disponible
entre les différents utilisateurs. Par ce moyen,
une fréquence (porteuse) ou une longueur d'onde
peut être allouée à plusieurs abonnés
simultanément

17. Réseau de téléphonie mobile
 Un réseau de téléphonie mobile a une structure «
cellulaire »
 Qui permet de réutiliser de nombreuses fois les
mêmes fréquences
 Il permet aussi a ses utilisateurs en mouvement de
changer de cellule sans coupure des
communications en cours (Handover)

18. Représentation des cellules en
hexagone

19. Principe de Cellule
-Le territoire à couvrir est divisé en cellule
-Une cellule est divisée en microcellules
-Réutilisation des fréquences dans des
cellules non voisines
-Les sous-ensembles de fréquences sont
alloués aux cellules de manière à éviter les
interférences entre cellules voisines

20. Réseau Cellulaire

21. Composants du réseau GSM

22. Composants du réseau GSM

23. Mobile Station(MS)
 MS (le portable) est formé de 2 Composants :
1)IMEI (International Mobile Equipement Identity)
2) SIM Card (Subscriber Identity Mobile) contenant :
- L'identité de l'abonné IMSI (International Mobile
Subscriber Identity)
- La clé Ki (Individual Subscriber Authencation Key)
servant à l'authentification et au chiffrement de la
liaison radio

24. IMEI
 IMEI (International Mobile Equipement Identity)
identifie l’appareil (permet de bloquer un appareil).
Il est composé de 15 chiffres : un code de 8 chiffres
donné par l'autorité de certification, un numéro de
série codé sur six chiffres et un chiffre de contrôle
redondance sur les 14 autres chiffres

25. IMSI
 IMSI signifie International Mobile Subscriber Identity
 C’est un numéro unique associé à chaque utilisateur de
réseaux mobiles GSM et UMTS pour lui identifier
 Il est généralement composé de 15 chiffres, L'IMSI
contient un mobile country code ou MCC, Mobile Network
Code ou MNC et un abonné mobile d'identité Numéro ou
MSIN
 Se trouve dans la SIM Card

26. Composants de l’IMSI
 MCC : c’est l’indicatif du pays d’origine , formé de 3
chiffres (208 pour France,228 pour la Suisse..)
 MNC : c’est l’identifiant de l’opérateur du réseau,
formé de 2 ou 3 chiffres(01 pour Swisscom, 03 pour
Orange..)
 MSIN : numéro de l’abonné a l’intérieur du réseau
GSM ou UMTS, formé de 10 chiffres ou moins

27. MSISDN
 MSISDN signifie Mobile Station Integrated Services
Digital Network
 C’est le numéro de la carte SIM affectée par le
réseau mobile. Si vous appelez un ami par ex, le
numéro à composer est le MSISDN, autrement dit
c’est le numéro de téléphone qui sera composé afin
d’atteindre l’abonné
 MSISDN n’est pas stockée dans la SIM

28. Composants de MSISDN
CC: Country Code, c’est l’indicatif du pays
d’origine(+961 pour Liban, +33 pour France..)
•NDC: National Destination Code, c’est l’indicatif
déterminant l’opérateur du réseau(79 pour
Swisscom, 78 pour Orange..)
•SN: Subscriber Number, numéro de l’abonné
attribué par l’opérateur du réseau GSM

29. MSRN
 MSRN signifie Mobile Station Roaming Number
 C’est le numéro utilisé pour router les
communications vers un mobile sorti de son réseau (
en cas de roaming)

30. Base Station Subsystem(BSS)
 BSS c’est l’ensemble BTS+BSC

31. Base Transceiver Station(BTS)
 BTS ou BS (Base Station) Communique d’une part
avec les MS d’autre part avec la BSC (modulation et
démodulation)
 Transmission du MS vers la BSC sur une liaison MIC
(modulation par impulsions codées) en TDMA-over-
FDMA
 Codage de trame et chiffrement
 Capacité d’environ 72 communications simultanées
 La puissance émise dépend de la zone à couvrir
(puissance réglementée)

32. Base Station Controller(BSC)
 Gestion d’un ensemble de BS
 C’est l’organe intelligent du système radio
 Allocation des canaux aux MS
 Codage et décodage de la parole (passer des 64 kb/s
de la MIC à 13 kb/s par appel)
 Gestion des handovers entre BS
 Communication avec le MSC
 Une BSC gère de 100 à 1000 communications

33. Network Subsystem
(NSS)
 Rôle du NSS: commutation et routage
 NSS=MSC, VLR, HLR

34. Mobile Service Switching(MSC)
 Le MSC Gère plusieurs BSC
 Gère l’interfonctionnement avec d’autres réseaux
(filaires ou non) en utilisant une passerelle GMSC
(Gateway MSC)
 Transmission de messages courts
 Relié au VLR, HLR et EIR
 Capacité 100 000 abonnés environ

35. Home Location Register(HLR)
 Il contient les infos nécessaires à la gestion des
communications d'abonnés
 Un HLR peut être associé à une région, un pays, un
opérateur…
 Pour chaque abonné, la base de données HLR contient :
- identité internationale de l'abonné (IMSI)
- son numéro d'abonné MSISDN
- services souscrits (roaming…)
- position actuelle (VLR/MSC auquel est enregistré actuellement
le mobile)
- paramètres pour l’authentification et chiffrement

36. Visitor Location Register(VLR)
 Base de données associée au MSC
 Contient une partie des infos des HLR concernant les
abonnés situés dans les BS dépendant du MSC
 Le VLR enregistre les infos de localisation des
mobiles
 Le VLR détermine les numéros de réacheminement
MSRN (Mobile StationRoaming Number) pour les
communications à destination des mobiles
 Les informations enregistrées par un VLR sont
effacées lorsque le mobile quitte la zone de ce
VLR(BDD temporaire)

37. Equipment Identity Register(EIR)
 Base de données contenant le numéro international
de l'équipement IMEI (International Mobile
Equipement Identity) permettant ainsi son
identification

38. Authentication Center(AUC)
 Un centre d'authentification AUC est associé au HLR
 Il contient la clé d'authentification Ki unique de
l'abonné et génère les valeurs de paramètres utilisés
pour l'authentification et le chiffrement

39. Operation &Maintenance
Center(OMC)
 Gestion d’alarmes, de configurations
 Gestion de performances, statistiques
 Autres fonctions de gestion

40. Phases d’un appel mobile vers mobile
 Supervision de la puissance de signal par le mobile
 Requête de connexion (appel)
 Localisation de l’appelé (Paging)
 Appel accepté
 Appel en cours : conversation
 Fin d’appel ou Handoff

41. Phases d’un appel mobile vers mobile

42. Phase enregistrement de mobile
 Une fois allumé, le mobile s’enregistre auprès de la
BS y dont le signal est le plus fort, L’enregistrement
est effectuée au niveau de la BSC associée à la BS
 Le VLR du MSC est mis à jour
 L’opération d’enregistrement est répétée
périodiquement tant que le mobile est allumé

43. Phase Appel d’un numéro
 Le mobile compose le # de l’appelé qui est transmis
à sa BS, puis au BSC
 Le BSC transmet les deux numéros au MSC
 Le MSC lance une recherche pour savoir auprès de
quelle BSC est enregistré le numéro de l’appelé
(paging)

44. Phase Appel d’un numéro
 Le MSC d’enregistrement du numéro de l’appelé
répond
 Les MSC se mettent d’accord sur l’affectation des
canaux pour la communication entre appelé et
appelant

45. Phase Conversation
 Les deux conversent pendant un certain temps

46. Phase Handover
 L’appelé se déplace. Le BSC vers lequel le mobile se
déplace est averti
 Dès que le mobile se trouve dans la zone du
nouveau BSC, le handover a lieu
 Le nouveau BSC prépare le relais. Il communique
avec le MSC et lui donne le numéro du mobile qui
est en train de pénétrer dans sa zone
 Le nouveau MSC affecte les canaux, l’ancien les
libère