Le fonctionnement d’un réseau mobile

Le territoire à desservir est découpé en une multitude de cellules couvertes chacune par un relais radio, encore appelé station de base, permettant d’atteindre les abonnés en déplacement dans leur zone de couverture. C’est pourquoi on parle aussi de téléphonie “cellulaire”. Un système de téléphonie mobile est donc constitué d’un réseau de stations de base, couvrant chacune une certaine aire géographique. La taille des cellules varie de moins de 100 mètres en ville à 10 kilomètres au maximum en rase campagne. Les stations de base envoient et reçoivent continuellement des signaux pour localiser en permanence les abonnés, afin que la communication puisse être établie par la station la plus proche si un abonné mobile est appelé. Les puissances émises par le mobile comme par la station de base se règlent automatiquement au niveau minimal nécessaire pour garder une bonne qualité de liaison. Cette technique permet de minimiser les interférences radioélectriques entre les cellules et augmente l’autonomie des mobiles en diminuant la puissance électrique à fournir par la batterie. Ce contrôle de puissance agit aussi quand le mobile se rapproche de la station : il a donc besoin de moins de puissance. Le mobile et la station de base émettent donc le plus souvent à des niveaux inférieurs aux puissances nominales, en moyenne au minimum de l’ordre du tiers de la puissance maximale pour un mobile GSM (ou UMTS).

Comme les ondes radio s’affaiblissent très vite avec la distance, il y a changement de cellule quand le signal devient trop faible, pour qu’une autre le relaie dans de meilleures conditions. En Europe, les liaisons entre les téléphones portables et les stations de base sont normalisées sur trois gammes de fréquences : Autour des fréquences moyennes de 450 MHz (450-470 MHz), 900 MHz (876 à 915 et 921 à 960 MHz), 1800 MHz (1710 à 1785 et 1805 à 1880 MHz) et 2000 MHz (1920 à 1980 et 2100 à 2170 MHz). Les émissions de la téléphonie GSM se trouvent donc dans une gamme de longueurs d’onde (ì) un peu plus courtes que celles des radios FM (ì=33 cm pour le GSM 900 MHz et ì=17 cm pour le GSM 1800 MHz au lieu de ì=3m pour la FM), et assez proches de celles des émetteurs de télévision hertzienne.