Un téléphone mobile est un appareil électronique utilisé pour les télécommunications mobiles sur un réseau cellulaire de stations de base spécialisées appelées sites cellulaires. Un téléphone cellulaire offre une communication full Duplex et transfère la liaison lorsque l’utilisateur se déplace d’une cellule à une autre. Lorsque l’utilisateur du téléphone se déplace d’une zone cellulaire à une autre, le système commande automatiquement au téléphone mobile et à un site cellulaire avec un signal plus fort, de passer sur une nouvelle fréquence afin de conserver la liaison.
Le téléphone mobile est principalement conçu pour la communication vocale. En plus de la fonction vocale standard, les téléphones mobiles de nouvelle génération prennent en charge de nombreux services supplémentaires, et accessoires, tels que les SMS pour la messagerie texte, le courrier électronique, la commutation par paquets pour l’accès à Internet, les jeux, le Bluetooth, l’appareil photo avec magnétoscope et les MMS pour l’envoi et la réception de photos et de vidéos, le lecteur MP3, la radio et le GPS.
Produits connexes : Identification de l’appelant | Réseau vocal | Circuits téléphoniques
Fréquence du signal dans le téléphone cellulaire
Le système cellulaire est la division d’une zone en petites cellules.
Cela permet une réutilisation étendue des fréquences à travers cette zone, de sorte que de nombreuses personnes peuvent utiliser des téléphones cellulaires simultanément. Les réseaux cellulaires présentent un certain nombre d’avantages tels que l’augmentation de la capacité, la réduction de l’utilisation de l’énergie, une plus grande zone de couverture, la réduction des interférences avec d’autres signaux, etc.
Systèmes FDMA et CDMA
L’accès multiple par répartition en fréquence (FDMA) et l’accès multiple par répartition en code (CDMA) ont été développés pour distinguer les signaux de plusieurs émetteurs différents. En FDMA, les fréquences d’émission et de réception utilisées dans chaque cellule sont différentes des fréquences utilisées dans les cellules voisines. Le principe du CDMA est plus complexe et les émetteurs-récepteurs distribués peuvent sélectionner une cellule et l’écouter. Parmi les autres méthodes, citons l’accès multiple par répartition en polarisation (PDMA) et l’accès multiple par répartition dans le temps (TDMA). L’accès multiple par répartition dans le temps est utilisé en combinaison avec l’AMRF ou l’AMRC pour donner plusieurs canaux dans la zone de couverture d’une seule cellule.
Codes dans le téléphone mobile
Les téléphones mobiles ont des codes spéciaux qui leur sont associés. Il s’agit notamment de :
- Numéro de série électronique (ESN) – numéro unique de 32 bits programmé dans le téléphone
- Numéro d’identification du mobile (MIN) – numéro de 10 chiffres dérivé du numéro du téléphone.
- Code d’identification du système (SID) – numéro unique de 5 chiffres qui est attribué à chaque transporteur par la FCC.
Produits apparentés : CODEC | Communication Misc | Cellular Module
L’ESN est une partie permanente du téléphone tandis que les codes MIN et SID sont programmés dans le téléphone lorsqu’un plan de service est sélectionné et activé.
Le téléphone mobile est un appareil Duplex. Lorsque nous utilisons une fréquence pour parler, une deuxième fréquence distincte est utilisée pour écouter. Ainsi, les deux personnes en communication peuvent parler en même temps. Le téléphone mobile peut communiquer sur 1 664 canaux ou plus. Les téléphones mobiles fonctionnent à l’intérieur des cellules, de sorte qu’il est facile de passer à différentes cellules lorsqu’on se déplace. Une personne utilisant un téléphone portable peut conduire des centaines de kilomètres et maintenir une conversation pendant tout ce temps grâce à l’approche cellulaire.
Activation de la carte SIM
La carte SIM (Subscriber Identification Module (SIM)) est un type de carte intelligente utilisée dans les téléphones portables. La carte SIM est une carte à puce détachable contenant les informations d’abonnement et le répertoire téléphonique de l’utilisateur. Cela permet à l’utilisateur de conserver ses informations même après avoir éteint le combiné. L’utilisateur peut également changer de fournisseur de services tout en conservant le combiné, en changeant simplement la carte SIM. La carte SIM stocke de manière sécurisée la clé d’abonné au service comportant 15 chiffres.
Les chiffres de la clé sont :
- Les 3 premiers chiffres – code pays du mobile
- Les 2 seconds chiffres – code réseau du mobile
- Les 10 troisièmes chiffres – numéro d’identification de la station mobile
Produits apparentés : ATM UNI | Audio CODEC
Module d’identification d’abonné SIM
Lorsque le téléphone mobile est utilisé pour la première fois, il envoie un numéro appelé International Mobile Subscriber Identity – IMSI présent dans la carte SIM au réseau, qui le recherche dans une base de données pour s’assurer que la carte est enregistrée. Si l’IMSI est reconnu, le réseau crée un autre numéro appelé TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity), qui est crypté et renvoyé au téléphone. Lors de tous les appels suivants, le téléphone s’identifie en diffusant l’IMSI.
Que se passe-t-il lorsque nous passons un appel ?
- Lorsque nous allumons le téléphone mobile, il recherche un SID sur le canal de contrôle. Le canal de contrôle est une fréquence spéciale que le téléphone et la station de base utilisent pour se parler. Si le téléphone mobile trouve des difficultés à se lier avec le canal de contrôle, il affiche un message « no service ».
- Si le téléphone mobile obtient le SID, il compare le SID avec le SID programmé dans le téléphone. Si les deux SID correspondent, le téléphone identifie que la cellule avec laquelle il communique est la partie de son système d’origine.
- Le téléphone transmet également une demande d’enregistrement avec le SID et le MTSO garde la trace de la localisation de votre téléphone dans une base de données. Le MTSO sait dans quelle cellule vous vous trouvez quand il veut faire sonner le téléphone.
- Le MTSO reçoit alors le signal, il essaie de trouver le téléphone. Le MTSO regarde dans sa base de données pour trouver la cellule dans laquelle le téléphone est présent. Le MTSO choisit alors une paire de fréquences pour prendre l’appel.
- Le MTSO communique avec le téléphone mobile sur le canal de contrôle pour lui indiquer les fréquences à utiliser. Une fois que le téléphone mobile et la tour commutent sur ces fréquences, l’appel est connecté.
- Lorsque le téléphone mobile se déplace vers le bord de la cellule, la station de base de la cellule note que la force du signal diminue. Dans le même temps, la station de base de la cellule dans laquelle le téléphone se déplace pourra voir l’intensité du signal du téléphone augmenter.
- Les deux stations de base se coordonnent par le biais du MTSO. À un moment donné, le téléphone mobile reçoit un signal sur un canal de contrôle et lui ordonne de changer de fréquence. Le téléphone bascule ainsi vers la nouvelle cellule.
Réseau mobile
Le système GSM
Le système mondial de communications mobiles est la norme pour les systèmes de téléphonie mobile dans le monde. Dans le GSM, les canaux de signalisation et de parole sont numériques, le GSM est donc considéré comme un système 2G (deuxième génération). Cela permet la mise en œuvre à grande échelle d’applications de communication de données. Il existe cinq tailles de cellules différentes dans un réseau GSM Ce sont les cellules macro, micro, pico, femto et parapluie.
Les cellules macro sont des cellules où l’antenne de la station de base est installée sur un mât au-dessus du niveau moyen du toit. Les microcellules sont des cellules dont la hauteur de l’antenne est inférieure au niveau moyen du toit. Les pico-cellules sont de petites cellules dont le diamètre de couverture est de quelques dizaines de mètres. Elles sont principalement utilisées dans des applications intérieures. Les femto cellules sont des cellules conçues pour être utilisées dans des environnements résidentiels ou de petites entreprises et se connectent au réseau du fournisseur de services via une connexion Internet à large bande.
Les cellules parapluie sont utilisées pour couvrir les régions ombragées des cellules plus petites et combler les lacunes de couverture entre ces cellules.Le rayon horizontal de la cellule varie en fonction de la hauteur de l’antenne, du gain d’antenne et des conditions de propagation. La distance maximale supportée par le GSM est de 35 kilomètres. La plupart des réseaux GSM 2G fonctionnent dans les bandes 900 MHz ou 1800 MHz tandis que le GSM 3G dans la bande de fréquence 2100 MHz.
Partage du temps
La technique de multiplexage par répartition temporelle est utilisée pour partager huit canaux de parole à plein débit ou seize à demi-débit par canal de fréquence radio. Il existe huit créneaux temporels radio regroupés dans une trame AMRT.
Réseau mobile
Le téléphone mobile convertit la voix, le texte, les messages multimédias ou les appels de données en radiofréquences (RF). Les stations de base des téléphones mobiles émettent et reçoivent ces signaux RF et connectent les appelants à d’autres téléphones et à d’autres réseaux. Le réseau de téléphonie mobile est divisé en milliers de zones géographiques individuelles qui se chevauchent, appelées « cellules », chacune dotée d’une station de base. La taille d’une cellule dépend de la zone de couverture et du nombre d’appels passés dans cette zone. Les plus petites cellules se trouvent dans les zones urbaines bondées, avec de grands bâtiments et une forte densité de population, tandis que les plus grandes cellules se trouvent dans les zones rurales, où les gens sont dispersés.
Il existe deux types de canaux utilisés dans le GSM . Ce sont les canaux de contrôle et les canaux de trafic.
Les canaux de contrôle
Ils sont responsables des tâches ménagères, comme indiquer au mobile quand un appel arrive et quelle fréquence utiliser. Pour que ce transfert fonctionne, le téléphone surveille constamment le canal de contrôle de diffusion de jusqu’à 16 cellules voisines. En fonctionnement normal, les téléphones ajustent continuellement la puissance des ondes radio qu’ils émettent afin d’obtenir le minimum nécessaire pour que la station de base reçoive un signal clair. Si un téléphone s’éloigne de sa station de base et si le signal est faible, le réseau consulte la liste et déclenche un transfert vers une cellule voisine avec le meilleur signal.
Canaux de trafic
Il est utilisé pour transporter des appels ou d’autres données du téléphone mobile vers la station de base et vice versa. Dans le canal de trafic, les données vocales ou textuelles sont transportées par rafales. Chaque rafale comprend deux chaînes de bits consécutives (une série de signaux représentant des 1 et des 0), de 57 bits chacune.
Range
La portée dans laquelle les appareils mobiles peuvent se connecter n’est pas un chiffre fixe. Elle dépend d’un certain nombre de facteurs comme la fréquence du signal utilisé, la puissance nominale de l’émetteur, la taille de l’émetteur, etc.
Intérieur du téléphone mobile
Le téléphone mobile est un appareil sophistiqué qui utilise des composants CMS, un microprocesseur, une mémoire Flash, etc. En plus de la carte électronique, le téléphone mobile possède également une antenne, un écran à cristaux liquides (LCD) , un clavier, un microphone, un haut-parleur et une batterie. Voici le schéma fonctionnel du téléphone mobile
Le circuit imprimé est le cœur du téléphone mobile. Il possède des puces comme les puces de conversion analogique-numérique et numérique-analogique qui traduisent le signal audio sortant de l’analogique au numérique et le signal entrant du numérique à l’analogique.Voici les puces présentes dans le téléphone mobile.
- Processeur de signal numérique
Il est généralement évalué comme ayant 40 MIPS (millions d’instructions par seconde) pour effectuer des calculs de manipulation de signaux à grande vitesse. Cette puce traite à la fois la compression et la décompression des signaux.
2. Microprocesseur
Il gère toutes les tâches ménagères du clavier et de l’écran. Il s’occupe également des signaux de commande et de contrôle avec la station de base, et coordonne le reste des fonctions de la carte.
Microprocesseur mobile et mémoire flash
3.Les puces de mémoire flash et de mémoire morte du téléphone mobile servent d’emplacement de stockage pour le téléphone. Ces puces stockent les options personnalisables du téléphone portable, ainsi que l’ensemble du système d’exploitation. Les sections d’alimentation et de radiofréquence du téléphone, la recharge du téléphone et la gestion de l’alimentation, etc. sont contrôlées par cette puce. Elle contrôle également plusieurs centaines de canaux FM. Les amplificateurs RF se concentrent sur les signaux qui entrent et sortent des antennes du téléphone.
Maintenance du téléphone mobile
Le téléphone mobile est un appareil délicat et nécessite des soins pour son bon fonctionnement. Voici les mesures courantes pour garder le téléphone portable en bon état.
- Ne gardez pas le téléphone portable dans un endroit humide ou ne l’utilisez pas avec des mains mouillées. L’humidité peut provoquer une corrosion interne non réparable des pièces.
- Ne laissez pas tomber le téléphone ou n’endommagez pas les points de connexion.
- Ne sollicitez pas trop le téléphone. Cela peut endommager l’écran.
- Ne gardez pas le téléphone près d’appareils générant de la chaleur. Une température élevée dans une voiture peut endommager ses composants électroniques.
- Ne chargez pas trop la batterie. Ne chargez la batterie que lorsque son état de charge passe en dessous de 50 %.
- Prévenir le clonage.
Un téléphone est » cloné » lorsque quelqu’un vole son numéro d’identification et est en mesure d’effectuer des appels frauduleux sur le compte du propriétaire. Lorsque le téléphone passe un appel, il transmet l’ESN et le MIN- une balise unique- de votre téléphone au réseau au début de l’appel. Lorsque le téléphone transmet son couple MIN/ESN, il est possible de capturer le couple ESN-MIN. En utilisant un scanner, il est facile de modifier un autre téléphone pour qu’il contienne vos balises MIN-ESN. Cela permet à la personne de passer des appels sur votre compte. Le clonage peut également se produire lorsque le téléphone est réparé dans un centre de service non autorisé. Il est possible de copier les données, y compris les images et les vidéos présentes dans le téléphone.