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Auteur(s)
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Jean CELLMER : Ingénieur des télécommunications Chef de département télécommunications, Réseau ferré de France
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Après les systèmes analogiques de première génération dans les années 1980 [E 7 361] et le GSM dans les années 1990 [E 7 364], les radiocommunications cellulaires sont en 2000 à l’aube du déploiement de systèmes de troisième génération. L’UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) est la version européenne de l’IMT2000 (International Mobile Telecommunication), la norme mondiale pour ces systèmes de troisième génération. Le marché visé n’est plus seulement celui de la radiotéléphonie mais celui du multimédia mobile, avec notamment l’accès à haut débit à Internet sur un terminal portatif mobile ou la transmission en temps réel d’images haute résolution et de vidéos.
En Europe, l’introduction de ces nouveaux systèmes donne lieu à une redistribution des licences par les autorités nationales de régulation sous forme soit d’enchères, soit de sélection comparative. Dans certains pays, du fait du mécanisme d’enchères, le coût des licences est très supérieur à celui d’une licence GSM. En France, le mécanisme de sélection comparative retenu par l’ART (Autorité de régulation des télécommunications) s’est accompagné de conditions économiques qui ont été jugées trop risquées par certains candidats. A mi 2001, deux licences seulement ont été allouées, alors que quatre étaient prévues.
L’interface air du système retenu pour l’UMTS fait appel à une technique d’étalement de spectre, le CDMA (Code Division Multiple Access) qui consiste à transmettre les informations émises par chaque usager en même temps, sur la même fréquence porteuse, en les multipliant par des séquences pseudo-aléatoires de codes orthogonales, de rythme plus élevé que les informations à transmettre. C’est la décorrélation entre ces séquences de codes qui permet de séparer les signaux des différents usagers à la réception. Ce système, particulièrement sensible aux interférences, nécessite un mécanisme de contrôle de puissance très performant mais permet l’utilisation des mêmes fréquences porteuses dans des cellules voisines, ce qui facilite la planification cellulaire et les transferts d’appels intercellulaires.
Enfin, ce système sera disponible à la fois en mode duplex par partage de fréquences (mode FDD : Frequency Duplex Division) et en mode duplex par partage d’intervalles de temps (mode TDD : Time Duplex Division), ce dernier mode, dont le développement est moins avancé, étant plutôt destiné à des réseaux microcellulaires.
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Processus de normalisation1. Évolution du GSM à l’UMTS
1.1 Marché des radiocommunications cellulaires
La décennie 1990 aura été celle du développement des radiocommunications cellulaires, ensemble de systèmes qui avaient vu le jour au début des années 1980. Ainsi, en France, on est passé en moins de dix ans de quelques centaines de milliers d’abonnés (environ 300 000 abonnés aux systèmes Radiocom 2000 Réseaux cellulaires- Radiocom 2000 7 362] et NMT-F) à près de 30 millions au début de l’an 2000.
Une norme, à l’origine européenne, le GSM [E 7 364], a été le vecteur principal de ce succès, même s’il convient de ne pas oublier que le point de départ de la croissance de ce marché est lié à des systèmes analogiques très performants comme le TACS ou le NMT900. Ces systèmes proposaient dès le milieu des années 1980 un très bon service de radiotéléphonie avec des portatifs compacts et peu chers et, notamment au Royaume-Uni, le GSM (Global System for Mobile Communication) ne s’est pas imposé spontanément. En fait, la raison principale du succès du GSM dans les pays qui avaient déjà un très fort taux de pénétration (plus de 50 % de la population finlandaise ou suédoise était déjà équipé au moment de l’arrivée du GSM) a été la possibilité d’itinérance d’un pays à un autre offerte par un système européen, adopté par tous, fonctionnant partout sur les mêmes fréquences, du moins en Europe, puis en Asie, l’Amérique du Nord et le Japon restant en dehors de ce mouvement. Le service proposé restera au moins jusqu’en 2002 essentiellement un service de téléphonie, c’est-à-dire un service vocal, et de messages courts, la transmission de données en mode circuit souffrant de son faible débit (9 600 bit/s) pour s’imposer comme un service de masse.
Dès lors, il est apparu vers le milieu des années 1990 que le GSM atteindrait rapidement ses limites en terme de support d’un service de transmission de données à haut débit....
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