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Objectifs du cours Acquérir des connaissances indispensables et des fondements

Objectifs du cours Acquérir des connaissances indispensables et des fondements sur les réseaux mobiles, compte-tenu de l’importance de ce type de réseaux dans le domaine des télécommunications; • A la fin de ce cours, l’étudiant doit: acquérir les fondements théoriques et pratiques des réseaux mobiles; distinguer les différents types des réseaux mobiles et leurs standards internationaux; distinguer entre les différentes normes cellulaires et l’ évolution des réseaux mobiles; s’occuper de la gestion du spectre et normalisation des réseaux; Introduction (1) . Les télécommunications ont subi dans les années 1980 des bouleversement profonds avec la transition entre le mode de communication entre deux points fixes et reliés par un câblé à un mode de communication sans fil et entre personnes mobiles L’histoire des communications radio-mobiles peut être découpée en trois phases: 1. Les fondements théoriques 1678: Huygens mène les travaux sur le phénomènes de réflexion et de réfraction de la lumière 1819: Fresnel démontre la nature ondulatoire de la lumière 1865: Maxwell établit les célèbres formules unifiant phénomènes électriques, magnétiques et lumineux 1887: Hertz met en évidence la possibilité d’émission/détection d’une onde électromagnétiques entre deux points distants de quelques mètres 1897: Ducretet étend la portée de quelques kilomètres Introduction (2) 2. Le développement des applications 1901: Marconi met en place la première liaison transAtlantique entre l’Europe et les Etats- Unis 1902: une station radio militaire pour le télégraphe était constitué d’un moteur à essence pour tracter le système de communications consistant en un générateur de 1Kw monté sur une remorque suivie d’une seconde remorque pour l’émetteur et le récepteur 3. Les systèmes mobiles pour le grand public 1979: AMPS (Advanced Mobile Phone Telephon System) est installé à Chicago 1980: HCMTS( High Capcity Mobile Telephone System est installé à Tokyo 1981: NMT (Nordic Mobile Telephone) est introduit dans les pays scandinaves 1985: Radiocom 2000 est mis en place en France et TACS (Total Access Communications Services) en Angleterre 1986: l’Allemagne crée C450 Introduction (3) Gestion du spectre et normalisation Le partage du spectre radio entre différents utilisateurs, différents services, sa coordination et son administration sont des tâches permanentes effectuées à des niveaux nationaux et internationaux. 1. Organismes internationaux Les accords bilatéraux et multilatéraux des liaisons des télécommunications ont été constitués dès 1965 par l’Union Télégraphique Internationale (Europe), devenue par la suite l’Union Internationale des Télécommunications. L’IUT, composé de plus de 150 membres, a divisé le monde en trois régions: Région 1: Europe, Afrique et Moyen-Orient Région 2: Amérique et Groenland Région 3: Asie et Océanie Introduction (4) L’IUT comprend trois secteurs: IUT-R chargée des radiocommunications. A ce titre, elle organise les activités des CMR/WRC (Conférences Mondiales des Radiocommunications/World Radio Conferences), de l’IFRB (International Frequency Registration Board). Elle traite les questions techniques opérationnelles et règlementaires des radiocommunications à l’exception des caractéristiques d’interconnexion des systèmes de radiocommunications. l’IFRB sert de gardien de la ressource commune naturelle (les ondes radio); a ce titre, elle enregistre les fréquences radio et informe les membres. L’IUT-T a pour mission d’organiser les conférences mondiales de la Normalisation des Télécommunications (CMNT) ou WTSC (World Telecommunications Standardisation Conference). Elle poursuit les activités de l’ex-CCITT. L’IUT-D est chargé du développement des Télécommunications Introduction (5) 2. Organismes européens La CEPT (Conférence Européenne des Administrations des Postes et Télécommunications) regroupe les administrations régulatrices des pays européens. Elle travaille en étroite collaboration avec l’organisme de normalisation l’ETSI (European Technical Standard Institute) qui établit les spécifications techniques pour les systèmes radio. ETSI a publié nombre de spécifications parmi lesquelles le GSM, le DECT, HyperLAN. Plan du cours (1) Chapitre 1: Les réseaux sans fil I. Définition II. Classification III. Caractéristiques des réseaux sans fil IV. Réseaux de mobiles, sans fil et cellulaires V. Architecture générale d’un réseau radiomobile VI. Systèmes cellulaires: concept cellulaire, motif Plan du cours (2) Chapitre 2: Les réseaux personnels sans fil (WPAN) I. Normes 802.15 II. Architecture de la technologie Bluetooth III. Architecture de la technologie Zigbee IV. Architecture de la technologie UWB Plan du cours (3) Chapitre 2: Les réseaux locaux sans fil (WLAN) I. Topologie et modes des WLANs II. La famille 802 III. Les normes Wifi IV. Les canaux du 802.11b et g V. Types de trames MAC VI. Fonctionnement du Wifi VII. Modules d’équipements Wifi VIII. La norme HiperLAN Plan du cours (4) Chapitre 3: Les réseaux métropolitains sans fil (WMAN) I. Historique du WiMax II. Norme III. Architecture d’un réseau WiMax et Principe de fonctionnement IV. Architecture protocolaire de WiMAX : Couche MAC V. La trame WiMax VI. Équipements WiMax VII. Exemple d’un déploiement WiMax: Matrix Plan du cours (5) Chapitre 4: Les générations des réseaux mobiles I. Structure d’un réseau mobile II. Éléments d’un système de communications radio III. Architecture générale d’un réseau GSM IV. Architecture typique 2G V. Évolution du GSM VI. Évolution du GSM vers GPRS VII. Architecture typique 2.5G / 2.75G VIII. Architecture typique 3G IX. Terminaux mobiles Plan du cours (6) Chapitre 5: Propagation en environnement radiomobile I. Le spectre radioélectrique II. Propagation en espace libre III. Bilan de liaison IV. Le phénomènes de réflexion, diffraction, diffusion et d’absorption Evaluation E v a l u a t i o n Méthode Répartition des points Outils et normes Présence 10 Réduire 10% en cas d’absence Examen et CC 40 Questions à choix multiples & Exercices Discussion 10 + 10% au meilleur Devoirs 20 Réduire 10% en cas de remise des devoirs en retard Travaux Pratiques 20 +10% au participant Total 100 Conditions d’admission I- Définition Qu’est ce qu’un réseau sans fil ? • Un réseau sans fil (en anglais Wireless Network) est un réseau au sein duquel, au moins deux terminaux peuvent communiquer sans liaison filaire • Les réseaux sans fil sont basés sur une liaison utilisant des ondes radioélectriques ou infrarouges • Les technologies diffèrent par la fréquence d’émission utilisée, le débit et la portée des transmissions • Les réseaux sans fil permettent de relier très facilement des équipements distants (quelques mètres à quelques kilomètres) • L’installation des réseaux sans fil ne demande pas l’aménagement des infrastructures existantes Chapitre 1: Les réseaux sans fil I- Définition II- Classification des systèmes mobiles • Systèmes cellulaires (cellular systems) – GSM, UMTS, IS-95 • Téléphones sans cordon (cordless phones) – CT-2, DECT (Europe), PHS (Japon) • Systèmes de radiocommunications professionnelles (PMR : private mobile radio) • Radiomessagerie unilatérale (paging systems) • Systèmes par satellites (satellite systems) • Systèmes réservés à la transmission de données (mobile data systems) II- Les systèmes radio-mobiles III- Caractéristiques fondamentales d’un réseau radio mobile IV- Objectifs des réseaux mobiles 1. Offrir une large couverture – Génération 0: une ville – Génération 1: un pays – Génération 2: un continent – Génération 3: le monde 2. Offrir un service à de nombreux usagers 3. Intégrer de plus en plus de services V- Réseaux de mobiles, sans fil et cellulaires • Qu’est ce qu’un réseau de mobiles ? Ensemble des équipements terminaux mobiles qui utilisent la voie hertzienne pour communiquer • Qu’est ce qu’un réseau sans fil ? Proposer un service de communication totalement indépendant des prises murales • Qu’est ce qu’un réseau cellulaire ? Réseau constitué de cellules, ou zones géographiques, dont tous les points peuvent être atteints à partir d’un même émetteur VI- Architecture générale d’un réseau radiomobile VI-1 Systèmes cellulaires VI-1-1 Forme hexagonale Hexagone :  Placement optimal des stations de base, permet un recouvrement régulier,  Hexagone régulier : figure géométrique permettant un pavage facile, le plus proche de la forme circulaire (forme idéale)  Représentation circulaire peu pratique : un pavage en disques fait apparaître des zones de recouvrement irrégulières ou des trous de couverture D’où le Motif hexagonal qui fait apparaitre nombre plus faible de cellules et donc moins de sites (un système basé sur des cellules hexagonales coûte moins cher qu’un système basé sur des cellules triangulaires ou carrées) VI-1-2 Systèmes cellulaires VI6163 Spécificités des systèmes cellulaires Gestion de la mobilité des abonnés Gestion de l’interface radio VI-2 Concept cellulaire Problème de base = comment : 1. Desservir une région de taille importante (pays, continent), 2. Avec une largeur de bande limitée, 3. Avec une densité d’usagers importante ou qui peut augmenter ? VI-2-1 Pourquoi le recours au concept cellulaire? – Pénurie des ressources radio – Les premiers réseaux mobiles se composent de quelques émetteurs qui couvrent des zones importantes et non interconnectées Nombre de canaux limité Communications interrompues – Déploiement à l’échelle d’un pays ou d’un continent d’un système à grande capacité Concept cellulaire • VI-2-2 Principales fonctions d’un système cellulaire -Traitement d’appel – Gestion de la localisation – Maintien de la communication en cours de déplacement – Authentification et sécurité des informations transmises VI-2-3 Principe d’un système cellulaire – Chaque opérateur dispose: • d’une zone à couvrir Zone découpée en petits territoires appelés cellules 1 cellule c’est un ensemble de plusieurs canaux de la bande Une cellule est desservie par une station de base (BS ou Base Station) qui fait l’interface entre le réseau filaire et l’abonné mobile • d’une bande de fréquences duplex 1 bande = plusieurs canaux duplex 1 canal = 1 uploads/Management/cours-2021.pdf