11.4.3 Typologie des paquets

Chaque trame consiste en un certain nombre de bits. Ces bits sont organisés suivant une structure qui diffère en fonction du protocole applicatif mis en oeuvre pour chaque slot mais aussi de l'état intermédiaire du protocole considéré.

La durée d'un paquet ( 0, 577 [ms]) correspond à l'émission de 156, 25 bits, dont 114 bits de message ``net''. En admettant que les slots se suivent sans interruption, un simple calcul ( ${\frac{{156,25}}{{0,577*10^{-3}}}}$) montre que le débit maximum vaut 270 [kb/s]^11.6. En pratique, le débit maximum utile (en mode full-rate) ne dépasse pas 13 [kb/s] en raison des bits nécessaires à la correction d'erreurs. Pour la transmission des données, cette limite descend même à 9, 6 [kb/s] en raison de la sur-protection nécessaire à la garantie d'un taux d'erreur acceptable.

La norme définit 5 types de paquets fonctionnels, appelés burst dans la terminologie GSM:

1. Les bursts d'accès qui sont envoyés par les mobiles lorsqu'ils veulent entrer en contact avec le réseau.
2. Les bursts de synchronisation qui contiennent les informations sur la localisation et les fréquences utilisées.
3. Les bursts normaux qui transportent les messages.
4. Les bursts de correction de fréquence.
5. Les bursts de bourrage (dummy packet) qui sont placés dans les espaces vides si aucune donnée ne doit être envoyée. Pour être précis, ce burst est composé de 2 salves de 58 bits préfixés interrompus par une séquence d'entraînement de 26 bits.

Tous les types de burst ont une forme semblable. Ils sont composés, dans l'ordre, de:

• bits d'en-tête (tail bit, TB), nécessaires à la synchronisation. Ils correspondent toujours au code 000 sauf pour les bursts d'accès.
• 148 bits utiles dont le format dépend du type de burst.
• bits de fin, aussi appelés tail bit, terminés par une période temporelle de garde requise pour permettre à l'émetteur de réduire sa puissance de 70 [dB]. Elle sert aussi à compenser la durée de transmission qui est variable pour la réception d'un paquet au suivant si le mobile a bougé.

La structure des 5 types de burst est représentée à la figure 11.7.

Figure: Structures des 5 types de burst définis par la norme GSM (d'après la norme et [25, page 140]).

 

11.4.3.1 Le burst d'accès

Ce burst est émis, sur un canal dédié, par la station mobile lorsqu'elle cherche à entrer en contact avec le réseau soit pour l'établissement d'une communication, soit pour un handover. Il est le plus court des quatre types car il ne contient que 77 bits (41 bits de synchronisation et 36 bits d'information). Son temps de garde est de 68, 25 bits, soit 0, 252 [ms]. Cette bande de garde permet de tenir compte de grandes cellules et d'établir ainsi une communication avec un mobile distant de 35 [km].

En calculant la durée de voyage d'un burst, la station peut asservir l'instant du début d'émission pour compenser le retard entraîné par la propagation des ondes. En effet, l'horloge interne des récepteurs est synchronisée grâce à un top de synchronisation envoyé par la station de base.

11.4.3.2 Le burst de synchronisation

Pour ce type de burst, 78 bits d'informations sont véhiculés pour les stations mobiles. Ces bits contiennent les renseignements concernant les fréquences à utiliser et la localisation (identité de la station de base, de la zone et de la cellule).

11.4.3.3 Le burst normal

Ce burst transporte 2×57 = 114 bits d'information séparées par 26 bits qui sont une séquence d'apprentissage destinée à régler les paramètres de réception. De plus, la zone TB correspond à 8, 25 bits. Enfin, il faut ajouter à cela 2 bits qui indique s'il s'agit d'un canal de données ou d'un canal de signalisation et 6 bits pour marquer la montée ou la descente en amplitude.

11.4.3.4 Le burst de correction de fréquence

Le type de burst au format le plus simple. La station de base envoie 142 bits de données servant à prévenir des interférences possibles avec des fréquences voisines.

11.4.3.5 Le burst de bourrage

Lorsqu'un mobile est allumé, le terminal teste le niveau de puissance des fréquences des cellules proches pour déterminer la station de base à laquelle il doit s'asservir. Le burst de bourrage (dummy burst) est une séquence prédéfinie qui sert donc d'étalon de puissance. Il est aussi utilisé pour forcer une décision de handover.

Notes

...^11.6

Comme la largeur de bande vaut 200 [kHz], on peut estimer que la capacité spectrale $\eta$ est légèrement supérieure à 1.