I.1 Qu'est ce qu'un réseau cellulaire?

   Un réseau cellulaire est un réseau de télécommunications qui doit répondre aux contraintes imposées par la mobilité de l'abonné dans le réseau, par son étendue et par les ondes radios qui lui sont allouées.

   Un système de radiophonie a pour premier objectif de permettre l’accès au réseau téléphonique à partir d’un terminal portatif sur un territoire étendu (un pays, voire un continent). Ce service utilise une liaison radioélectrique entre le terminal et le réseau. Selon les systèmes, plusieurs bandes de fréquences sont utilisées : parmi le principales, on compte les bandes 450 Mhz, 900 Mhz et 1800 Mhz.

   Pour que le service soit disponible, il faut que la liaison radio entre le terminal et le réseau soit de qualité suffisante, ce qui peut nécessiter une puissance importante des émetteurs. Afin de limiter cette puissance, l’opérateur du réseau radiomobile place un ensemble de stations de base sur le territoire à couvrir pour que le terminal soit toujours à moins de quelques kilomètres de l’une d’entre elles.

   La surface sur laquelle un terminal peut établir une liaison avec une station de base est une cellule. L’opérateur cherche donc à réaliser une couverture du territoire par un ensemble de cellules contiguës. Pour économiser le spectre hertzien, il réutilise les mêmes fréquences sur des cellules suffisamment éloignées pour que deux communications qui utilisent les mêmes fréquences ne se brouillent pas.

Figure 1: Découpage cellulaire du réseau GSM.

   L’intérêt d’un réseau radiomobile est explicité dans son appellation même : la mobilité. L’utilisation d’une liaison radio permet de couper ce cordon ombilical qui relie un téléphone, un micro-ordinateur aux réseaux fixes et les autorise à avoir une totale liberté de mouvement. Comme toute autonomie, cette indépendance ne va pas sans contre parties.
 

Les spécificités d’un medium de transmission sont les suivantes :

- il est commun à tous les utilisateurs et diffusif par nature, son usage doit être partagé.

- le canal est perturbé par des interférences, il introduit des trajets multiples ; ces phénomènes varient dans l’espace et dans le temps.

- le caractère diffusif du medium rend possible des écoutes indiscrètes ; il est nécessaire de mettre en place des procédures de chiffrement pour assurer une confidentialité.

- le medium est rare et donc cher ; les fréquences radio représentent une ressource limitée qu’il est essentiel d’économiser.

   Pour utiliser ce medium de manière efficace, il faut choisir et mettre en œuvre un certain nombre de techniques de modulation, de codage, d’accès multiple, etc. il faut aussi dimensionner les canaux qui supportent les communications téléphoniques, spécifier les bandes utilisées, les débits binaires, les puissances émises, les procédures d’accès et de transmission. Cet ensemble d’éléments constitue l’interface radio et représente le cœur du système radiomobile, elle doit être définie et normalisée avec soin.

   L’usager d’un réseau cellulaire qui se déplace en différents points du territoire couvert doit pouvoir appeler et être appelé. C’est la notion d’itinérance ou de roaming.

   Pendant une communication, le terminal est en liaison radio avec une station de base déterminée. Il est souhaitable d’assurer la continuation  du service alors que l’utilisateur se déplace. Il peut être nécessaire de changer la station de base avec laquelle l’utilisateur est reliée tout en maintenant la communication : c’est le transfert inter-cellulaire ou handove.[1]