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Architecture réseau radiomobile GSM

 Un réseau GSM est constitué de trois sous-systèmes :

  • le sous-système Radio BSS Base Station Sub-system
  • le sous-système Réseau NSS Network and Switching Sub-system
  • le sous-système d’exploitation OSS Operation Support Sub-system

Ainsi, on peut ainsi représenter schématiquement un réseau radiomobile de la manière suivante : 

 

2.1 Le sous-système radio BSS (Base Station Sub-system)
Sa fonction principale est la gestion de l'attribution des ressources radio, indépendamment des abonnés, de leur identité ou de leur communication. On distingue dans le BSS :

La station de base BTS (Base Transceiver Station)
Elle permet le dialogue avec le mobile sur l'interface Air (aussi appelée interface Radio ou interface Um). Ses principales fonctions sont : 

  • Contrôle de la couche physique (couche 1 de l'interface radio) : transmission de la parole et des données, transmission discontinue, ordres de contrôle de puissance et de handover... 
  • Mesures des interférences sur les canaux non alloués à des communications (idle channels).
  • Mesures sur la liaison montante (uplink), servant à l'algorithme de décision du handover.
  • Calcul du Timing Advance (avance de temps) pour la synchronisation temporelle, selon la distance qui sépare la BTS du mobile.
  • Détection des demandes d'accès des mobiles reçus sur le canal de contrôle commun (RACH).
  •  Détection des messages de handover access (HO ACCESS).


Le contrôleur de station de base BSC (Base Station Controller)

Il assure le contrôle d'une ou de plusieurs BTS. La plupart des fonctions intelligentes de BSS sont implantées à son niveau, notamment les fonctions de gestion des ressources radioélectriques :

  • L'allocation des canaux.
  •  La gestion de la configuration des canaux. 
  •  Le traitement des mesures et la décision de handovers intra BSC.

2.2 Le sous-système réseau NSS (Network Station Sub-system)

Il assure principalement les fonctions de commutation et de routage. C'est donc lui qui permet l'accès au réseau public RTCP ou RNIS. En plus des fonctions indispensables de commutation, on y retrouve les fonctions de gestion de la mobilité, de la sécurité et de la confidentialité qui sont implantées dans la norme GSM.

Le MSC (Mobile Services Switching Center) 
C'est la partie centrale du NSS. Il prend en charge l'établissement des communications de et vers les abonnés GSM. Du fait de la mobilité, l'implantation de la seule fonction de commutation n'est pas suffisante. Le MSC gère la mobilité et les fréquences et enregistre la localisation des abonnés visiteurs (base de données VLR).
Le HLR
(Home Location Register)

C'est la base de données qui gère les abonnés d'un PLMN donné. Elle contient toutes les informations relatives à l'abonnement et aux droits d'accès. D'autre part, le HLR est une base de données de localisation. Il mémorise pour chaque abonné le VLR où il est enregistré.

Le VLR) (Visitor Location Register

C'est la base de données qui gère les abonnés présents dans une certaine zone géographique. Ces informations sont une copie de l'original conservé dans le HLR

L'AuC (Authentication Center)

Il mémorise pour chaque abonné une clé secrète utilisée pour authentifier les demandes de services et pour le chiffrement des communications. Un AuC est en général associé à chaque HLR.

2.3 Le sous-système opérationnel OSS (Operating Sub-System)

Il assure la gestion et la supervision du réseau. C'est la fonction dont l'implémentation est laissée avec le plus de liberté dans la norme GSM. La supervision du réseau intervient à de nombreux niveaux :

  •  Détection de pannes. 
  •  Mise en service de sites. 
  •  Modification de paramétrage. 
  •  Réalisation de statistiques. 

Dans les OMC (Operation and Maintenance Center), on distingue l'OMC/R (Radio) qui est relié à toutes les entités du BSS, à travers les BSC, l'OMC/S (System) qui est relié au sous système NSS à travers les MSC. Enfin l'OMC/M (Maintenance) contrôle l'OMC/R et l'OMC/S.

4. Les interfaces

  • L’interface Um 

C’est l’interface entre les deux sous systèmes MS (Mobile Station) et le BSS (Base Station Sub-system. On la nomme couramment « interface radio » ou « interface air ». 

  • L’interface Abis  

C’est l’interface entre les deux composants du sous système BSS : la BTS (Base Station Transceiver) et le BSC (Base Station Controler). 

  • L’interface A  

C’est l’interface entre les deux sous systèmes BSS (Base Station Sub System) et le NSS (Network sub system)
 



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