11.3.4 Mécanismes de protection contre les interférences radio-électriques

Le canal d'une communication avec un mobile est changeant et sujet à perturbations. Plusieurs mécanismes sont donc mis en oeuvre pour réduire l'impact des interférences.

11.3.4.1 Le saut de fréquences ou Frequency Hopping

Pour protéger les canaux d'une source radio parasite, la fréquence porteuse utilisée pour transmettre une salve de données fluctue au cours du temps. C'est le principe du saut de fréquence ou du Frequency Hopping (FH); il est illustré à la figure 11.5. Ainsi, si à un moment déterminé, une bande de fréquences est sujette à fortes perturbations, seule une petite quantité de données sera perturbée.

Figure 11.5: Principe du saut de fréquence (d'après [13, page 169]).

 

La norme GSM définit un parcours de fréquence cyclique ou pseudo-aléatoire, comprenant au plus 64 fréquences porteuses. Habituellement, un algorithme standardisé génère une suite pseudo-aléatoire de nombres s_i compris dans une liste de N fréquences disponibles pour les sauts.

La configuration des sauts se fait au moyen de paramètres tels que:

• le Cell Allocation (CA), la liste des numéros des fréquences utilisées dans une cellule,
• le Mobile Allocation (MA), la liste des numéros des fréquences disponibles pour les sauts^11.5,
• le Hopping Sequence Number (HSN), une valeur comprise entre 0 et 63, servant à initialiser le générateur pseudo-aléatoire,
• le Mobile Allocation Index Offset (MAIO), une valeur comprise entre 0 et 63 qui identique quel décalage doit être utilisé. Cette valeur de décalage est convenue à l'initialisation de l'appel et elle diffère d'un mobile à l'autre.

L'opérateur choisit le nombre de fréquences à prendre pour chaque numéro de slot. Néanmoins, il doit tenir compte de la nécessité d'un mobile entrant dans le réseau de pouvoir communiquer. Pour cela, on fige la fréquence porteuse de certains slots dans le sens de la station de base vers le mobile. Ce canal a pour fonction essentielle de permettre au mobile de se rattacher à la station de base la plus favorable. Il s'agit par exemple du slot 0 pour lequel on fige une fréquence et on n'autorise le saut que sur 3 fréquences (pour les appels en cours sur le slot 0) au lieu de 4 pour les autres slots.

Signalons que la norme ne permet pas de passer de la bande 900 [MHz] à la bande 1800 [MHz] pour effectuer le saut de fréquence.

11.3.4.2 Décalage temporel des envois

Pour permettre le basculement d'un mobile du mode réception en mode émission, la norme GSM prévoit un décalage de 3 slots. Plus précisément, le mobile émet des informations 3 slots après réception des signaux envoyés par la station de base.

Malgré tout, les informations envoyées par les différents mobiles autour d'une même fréquence porteuse entre en collision au droit de la station de base si la distance entre les mobiles et l'antenne est fort différente d'un mobile à l'autre. Pour éviter des collisions, certains mobiles (les plus distants) doivent avancer le moment de l'envoi. La durée de l'avance temporelle de l'envoi est appelée Timing Advance (TA). Elle est fournie dynamiquement par la station de base.

11.3.4.3 Le codage

Pour protéger les informations des erreurs qui peuvent se produire lors des communications radio et ainsi réduire le taux d'erreur sur bit, trois techniques de codage sont appliqués:

1. Un codage en bloc qui ajoute un bit de parité au bloc et qui permet la détection d'un nombre impair d'erreurs.
2. Un codage récurent (algorithme de VITERBI). L'information n'est plus sectionnée en parties indépendantes mais certains bits de redondance sont placés régulièrement dans le code.
3. On effectue également un entrelacement par blocs de 464 bits. Cet entrelacement consiste à répartir les blocs selon une méthode définie. Ainsi, si la suite de bits envoyée à un certain moment possède une partie altérée, cette altération se reportera un petit peu sur un grand nombre de blocs plutôt que sur la totalité d'un bloc.

Notes

... sauts^11.5

Il y en a au maximum 64.