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MÉMOIRE Présenté pour l’obtention du diplôme de MASTER En : Électronique Option

MÉMOIRE Présenté pour l’obtention du diplôme de MASTER En : Électronique Option : Systèmes des Télécommunications Thème Proposé par Mme : MERDJANA. Hassina Mr : HADDAD. Sofiane Mr : BOUFERSADA. Ammar Réalisé par HACINI Kamel KHELIFI Reda Année universitaire : 2018/2019 ــ ـــــ اجل ـــــــــــــــــــــــــ ـــــــــــــــمــــهـــــ وريـــــــــــ ــــــــة اجلـــــــ ـــــــــــــ ـــــــــــــ ــــــــــــزائـــــ ــــــــــ ــ ريــــــ ة الدميـــ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــقـــراطــيـــــــــــــــة الـــشــــــ ـ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــعـــبـــيـــــــــــــــــــــة RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE وزارة التــــ ـــــــــــــ ـــــــ ــــــــــ ـــــــــعــــــليـــــ ــــم العــــــــــــــــالـــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــي والبـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــحث العـــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــ ـــــــــــــ ــــــلــــــ مــــــــــــــــــي Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique جـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــامعة حمـــــــــــــــمد الصـــــــــــــــــــــــــــــــ ــديـــــق بن يــــــــ ـــــــــــحىي – جيــــــــــــــ ـــــــــــــــــ ـجل – Université Mohammed Seddik BENYAHIA – Jijel – Faculté des Sciences et de la Technologie Transition 2G/3G/4G en communication mobile : cas site université d’ATM Mobilis Remerciements Au nom d’ALLAH le très Miséricordieux, le tout Miséricordieux à qui nous devons tout. Au terme de ce travail, Nous voudrions exprimer nos sincères remerciements à tous ceux qui nous ont aidés à réaliser ce projet dans les meilleures conditions. Nous voudrions dans un premier temps remercier Monsieur Boufersada Ammar, notre encadreur externe, ingénieur et chef de centre maintenance d’ATM Mobilis Jijel, pour ses efforts, ses explications, sa disponibilité, ses conseils, son bon sens d’orientation et son soutien constant qui ont contribués à mener à bien ce projet. Nos profonds remerciements s’adressent également à Madame Merdjana Hassina qui a fait l'honneur d'accepter d'être notre encadrante pédagogique. Pour cela, nous la remercions pour tous ses précieux conseils et recommandations qui ont été d’une grande utilité, nous lui exprimons notre profonde gratitude. Aussi, ce travail ne serait pas aussi riche et n’aurait pas pu voir le jour sans l’aide de Monsieur Haddad Sofiane, on le remercie pour son bon sens d’orientation, pour sa patience et sa disponibilité durant notre préparation de ce projet. Nous exprimons aussi notre reconnaissance à nos enseignants de l’université de Jijel qui ont si bien mené leur noble métier. Nos vifs remerciements aux membres du jury pour l’honneur et l’amabilité d’avoir bien voulu accepter de juger ce travail. Dédicaces Avec l’aide d’Allah le tout puissant clément et miséricordieux, j’ai pu accomplir ce travail que je dédie À la mémoire de mon très cher père Bachir, décédé trop tôt. Les mots ne seront jamais assez forts pour t'exprimer l'amour que je te portais. Ta patience sans fin, tes sacrifices, tes encouragements et tes précieux conseils ont été pour moi le soutien indispensable que tu as toujours su m’apporter. Depuis ma tendre enfance, tu étais mon plus fort repère, le meilleur des pères. Que dieu, le tout puissant et miséricordieux lui accorde son infinie miséricorde et l’accueille dans son éternel paradis. À ma très chère mère Naima, qui a œuvré pour ma réussite, de par son amour, son soutien, tous les sacrifices consentis et ses conseils, pour toute son assistance et sa présence dans ma vie. Tu as toujours été présente à mes côtés pour donner du sens à ma vie. Puisse le tout puissant te donner santé, bonheur et longue vie. À tous les membres de ma famille Veuillez trouver dans ce travail l’expression de mon affection À mes amis Avec qui je partage des moments de ma vie au fil du temps, je vous offre cette dédicace d'amitié À mon cher binôme Reda Et à toute personne qui a contribué de près ou de loin à la réalisation de ce projet Kamel Dédicaces Je dédie humblement ce travail À Dieu le tout puissant, mon créateur À mes très chers parents Pour les sacrifices qu’ils ont consentis pour mon instruction et mon bien être. Je les remercie pour tout le soutien et l’amour qu’ils me portent depuis mon enfance et j’espère que leur bénédiction m’accompagne toujours. Que ce travail soit l’exaucement de leurs vœux tant formulés, le fruit de leurs innombrables sacrifices, bien que je ne m’en acquitterai jamais assez. Puisse Dieu, le tout puissant, vous procurer santé, bonheur et longue vie. À mes frères & ma chère sœur Qui font ma force et ma fierté. Votre amour et soutien continus ont eu le plus grand effet sur mon parcours, je vous souhaite tout le bonheur du monde. À tous les membres de ma famille Veuillez trouver dans ce travail l’expression de mon affection. À mes amis En souvenir de notre sincère et profonde amitié et des moments agréables que nous avons passés ensemble. À mon cher binôme Kamel Et à toute personne qui a contribué de près ou de loin à la réalisation de ce projet. Reda i Résumé Ce projet de fin d’études vise à faire une étude sur la transition des réseaux mobiles de la deuxième génération passant par la troisième génération et arrivant enfin à la quatrième génération au niveau du site BTS université (18601) d’ATM Mobilis. Cette étude s’est portée principalement sur les équipements et leurs fonctionnalités utilisés par le site étudié. Ce projet regroupe les modules suivants : description des architectures et des techniques d’accès de chaque génération étudiée. Une étude réelle a été effectuée au sein du site BTS université sur les équipements utilisés. Mots clés 2G, 3G, 4G, LTE, Mobilité, Réseaux mobiles, BTS, RBS, TDMA, CDMA, Débit, ATM Mobilis… ii Table des matières TABLE DES MATIERES _______________________________________ ii LISTE DES ABREVIATIONS ___________________________________ vii LISTE DES TABLEAUX ________________________________________ x LISTE DES FIGURES ________________________________________ xi INTRODUCTION GENERALE __________________________________ 1 Chapitre 1 : Généralités sur les télécommunications mobiles 1 INTRODUCTION ________________________________________ 4 2 DEFINITION ET CONCEPT DE BASE _________________________ 4 2.1 PRESENTATION DES CELLULES ____________________________________ 4 2.2 PROPAGATION EN CONTEXTE RADIO-MOBILE ___________________________ 7 3 ARCHITECTURE D’UN RESEAU MOBILE _______________________ 8 4 ALLOCATION DE SPECTRE ________________________________ 9 5 MOBILITE DANS LES RESEAUX MOBILES _____________________ 9 6 PRESENTATION DU 3RD GENERATION PARTNERSHIP PROJECT (3GPP) __________________________________________________ 9 7 ÉVOLUTION DES RESEAUX MOBILES _______________________ 11 7.1 PREMIERE GENERATION (1G) ____________________________________ 13 7.2 DEUXIEME GENERATION (2G) ____________________________________ 13 7.2.1 Présentation de l’infrastructure d’un réseau GSM (Global System for Mobile Communications) ________________________________________ 14 7.2.2 Equipements et leurs fonctions dans un réseau GSM _____________ 15 7.2.3 Bandes de fréquences _____________________________________ 16 7.2.4 Introduction du GPRS (General Packet Radio Service) ____________ 16 7.2.5 Introduction de l’évolution EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) ___________________________________________________ 16 7.3 TROISIEME GENERATION (3G) ___________________________________ 17 7.3.1 Présentation de l’infrastructure d’un réseau UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ____________________________________ 18 7.3.2 Bandes de fréquences _____________________________________ 18 7.3.3 Introduction du HSPA (High Speed Packet Access) _______________ 19 7.3.4 Introduction du High Speed Packet Access + (HSPA+) ___________ 19 7.4 EVOLUTION VERS LA QUATRIEME GENERATION (4G)_____________________ 20 7.4.1 Bandes de fréquences _____________________________________ 21 7.4.2 LTE-Advanced ___________________________________________ 21 7.4.3 LTE-Advanced Pro ________________________________________ 22 iii Table des matières 8 CONCLUSION _________________________________________ 22 Chapitre 2 : Deuxième et troisième génération de réseaux mobiles 1 INTRODUCTION _______________________________________ 24 2 EQUIPEMENTS ET FONCTIONS DANS UN RESEAU GSM _________ 25 2.1 SOUS-SYSTEME FIXE (NSS) _____________________________________ 25 2.1.1 Centre de commutation mobile (MSC) ________________________ 25 2.1.2 Enregistreur de localisation géographique des abonnés (HLR) ______ 26 2.1.3 Centre d’authentification (AUC) _____________________________ 26 2.1.4 Enregistreur de localisation des visiteurs (VLR) _________________ 27 2.1.5 Enregistreur des identités des équipements (EIR) _______________ 27 2.2 SOUS-SYSTEME D’EXPLOITATION ET DE MAINTENANCE (OSS) ______________ 27 2.2.1 Operations and Maintenance Center (OMC) et le Network and Management Center (NMC) _____________________________________ 28 3 SOUS SYSTEME RADIO (BSS) _____________________________ 28 3.1 STATION DE BASE (BTS) _______________________________________ 28 3.2 CONTROLEUR DE STATION DE BASE (BSC) ___________________________ 29 3.3 STATION MOBILE DE L’UTILISATEUR FINAL (MS) _______________________ 29 3.3.1 Équipement mobile (ME) ___________________________________ 29 3.3.2 Carte SIM ______________________________________________ 29 4 HANDOVER DANS LE GSM ________________________________ 30 4.1 HANDOVER INTER ET INTRA SYSTEMES ______________________________ 30 4.2 HARD HANDOVER ____________________________________________ 31 5 BANDES DE FREQUENCES ________________________________ 31 6 MODULATION _________________________________________ 32 7 TECHNIQUES D'ACCES MULTIPLE __________________________ 33 7.1 ACCES MULTIPLE PAR REPARTITION EN FREQUENCE (FDMA) _______________ 33 7.2 ACCES MULTIPLE A REPARTITION DANS LE TEMPS (TDMA) ________________ 33 8 GENERAL PACKET RADIO SERVICE (GPRS) __________________ 34 9 ENHANCED DATA RATES FOR GSM EVOLUTION (EDGE) _________ 35 10 ARCHITECTURE DU RESEAU 3G ___________________________ 37 10.1 RESEAU CŒUR (CN) __________________________________________ 37 10.1.1 Domaine à commutation de circuits (CS) ____________________ 38 10.1.2 Domaine à commutation de paquet (PS) _____________________ 38 10.1.3 Eléments communs _____________________________________ 38 10.2 RESEAU D'ACCES RADIO (UTRAN) ________________________________ 39 10.2.1 Node B _______________________________________________ 40 10.2.2 Radio Network Controller (RNC) ___________________________ 40 10.3 STATION MOBILE (MS) ________________________________________ 40 iv Table des matières 10.3.1 Équipement mobile (ME) _________________________________ 41 10.3.2 Universal Subscriber Identity Module (USIM) _________________ 41 11 INTERFACES DANS LE RESEAU UMTS _______________________ 41 12 BANDES DE FREQUENCES ________________________________ 42 13 HANDOVER EN UMTS ___________________________________ 43 13.1 HANDOVER INTRA ET INTER SYSTEMES ______________________________ 43 13.2 SOFT HANDOVER ____________________________________________ 43 13.3 MECANISMES DE MOBILITE EN MODE CONNECTE COURAMMENT UTILISES EN 2G ET 3G 45 14 TECHNIQUES D’ACCES AU RESEAU UTILISEES EN 3G __________ 45 14.1 DEFINITION DE LA TECHNIQUE ACCES MULTIPLE PAR REPARTITION EN CODE (CDMA) 46 14.2 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT __________________________________ 47 14.2.1 FH-CDMA (Frequency Hop) _______________________________ 48 14.2.2 DS-CDMA (Direct Séquence) ______________________________ 48 14.3 CONTROLE DE PUISSANCE ______________________________________ 49 15 DUPLEXAGE __________________________________________ 50 15.1 DUPLEX A REPARTITION EN FREQUENCE (FDD) ________________________ 50 15.2 uploads/Geographie/ m-ele-sy-te-2019-02.pdf