Cours: Evolution des réseaux cellulaires

Chapitre 1 : Evolution des réseaux cellulaires

1. Introduction :

L’histoire des réseaux mobiles est jalonnée par trois étapes principales, auxquelles on donne couramment le nom de génération. On parle des première, deuxième et troisième générations de réseaux mobiles, généralement abrégées respectivement en 1G, 2G et 3G. Ces trois générations diffèrent principalement par les techniques mises en œuvre pour accéder à la ressource radio.

Dans ce chapitre je vais exposer les différentes technologies mobiles que le monde a connues, pour introduire par la suite les spécifications de la nouvelle génération 4G.

Insérer un chronogramme d’évolution des télécommunications depuis la G1 jusqu’à la G4 sans y insérer les spécifications techniques de chaque génération.

2. 1ere Génération :

Cette 1ere génération de téléphones mobiles est apparue dans le début des années 80, elle est caractérisée par une multitude de technologies comme :

• AMPS (Advanced Mobile Phone System), lancé aux Etats-Unis, est un réseau analogique reposant sur la technologie FDMA (Frequency Division Multiple Access).

• NMT (Nordic Mobile Telephone) a été essentiellement conçu dans les pays nordiques et utilisés dans d’autres parties de la planète.

• TACS (Total Access Communications System), qui repose sur la technologie AMPS, a été fortement utilisé en Grande Bretagne.

Ces technologies ont offert un service de communication mobile médiocre et très couteux. La 1ere génération avait beaucoup de défauts comme l’incompatibilité entre les différentes technologies, les communications non sécurisées et l’impossibilité du Roaming .

D’un point de vue technique la 1G était basé sur un codage et une modulation de type analogique, ce qui était à l’origine d’une capacité très limitée. Cette contrainte de capacité, ainsi que les coûts élevés des terminaux et des tarifs de communication ont restreint l’utilisation de la 1G à un très faible nombre d’utilisateurs [1].

3. 2èmeGénération :

La deuxième génération (2G) de réseaux mobiles est elle aussi marquée par le nombre multiple de systèmes ayant été définis et déployés à travers le monde. On retrouve le GSM en Europe, le PDC au Japon et l’IS-95 aux États-Unis. Ces systèmes, dans leurs versions initiales, donnaient accès au service voix en mobilité, mais aussi aux messages textes courts plus connus sous le nom de SMS. Le GSM fonctionne sur les fréquences 900MHz et 1800 MHz et permet un débit maximal de 9,6Kbps [2].

Afin d’accroître les débits fournis, le réseau d’accès GSM fut connecté à un réseau cœur appelé GPRS. Cette évolution a amélioré la prise en charge des services de données. En complément de ce développement, la technologie d’accès radio EDGE rendit possible des débits de l’ordre de 240 Kbit/s par cellule.

Toutefois, à la fin des années 1990, les débits fournis par les réseaux 2G étaient encore trop limités pour que l’accès aux services de données soit fluide. Cette limitation fut à l’origine de la définition des technologies de la 3ème génération mobile 3G.

4. 3ème Génération :

La troisième génération de systèmes cellulaires (3G) est une génération de systèmes mobiles labellisé IMT 2000 par l’UIT. Ce système permet des services de communications plus rapides notamment pour la voix, la télécopie, l’Internet de n'importe quel endroit et à tout moment. L’UIT IMT-2000 est la norme internationale de la 3G a ouvert la voie à de nouvelles applications et services comme par exemple le divertissement multimédia, la localisation des services, …

La troisième génération de systèmes cellulaires (3G) utilise notamment les standards UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

4.1 UMTS :

La technologie UMTS [3] (realese99) exploite la technique de communication W-CDMA [4] et les nouvelles bandes de fréquences 1900-2100MHz. Elle offre des avantages liés à la transmission de la voix ainsi qu’au transfert de données. En effet, en exploitant une bande de fréquences plus large, la W-CDMA augmente le nombre d’appels et permet un accès plus aisé aux réseaux de données, notamment Internet.

L’UMTS est limitée à un débit maximal de 384 Kbits/s dans les sens montant et

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