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Radio & HyperRévisions · BUT GEII
Semestre 5 · Cours 2 · 7 chapitres

Téléphonie mobile, des origines à nos jours

Du téléphone de voiture à la 5G : cellules, générations, architecture du réseau, carte SIM et réseaux de demain.

Tout au long de ce cours, nous enverrons le même message à chaque époque : « J'arrive dans 10 min ». À chaque fois, trois questions : avec quel appareil ? combien de temps faut-il pour qu'il arrive ? qui peut l'intercepter ? Vous verrez que les réponses changent du tout au tout.
1Avant le cellulaire : le téléphone de voiture et l'idée des cellulesDurée ≈ 20 min · 4 sections
Objectifs et sections
Objectifs
  • Décrire les premiers téléphones de voiture (0G) et leurs limites
  • Expliquer pourquoi le nombre de canaux, et non la portée, limitait le nombre d'abonnés
  • Expliquer le principe cellulaire et la réutilisation des fréquences
  • Calculer le nombre de canaux par cellule et la distance de réutilisation
  • Estimer la taille d'une cellule par un bilan de liaison simplifié
  • Définir le handover et l'itinérance
21G et 2G : du téléphone analogique au GSM numériqueDurée ≈ 30 min · 4 sections
Objectifs et sections
Objectifs
  • Décrire la 1G : modulation FM, accès multiple en fréquence (FDMA), absence de sécurité
  • Expliquer ce qu'apporte le passage au numérique avec le GSM
  • Décrire l'accès multiple FDMA + TDMA du GSM et ses principaux paramètres
  • Expliquer le principe de la GMSK (MSK filtrée) et l'effet du produit BT sur le spectre
  • Expliquer le rôle de la carte SIM dans l'authentification
  • Citer les éléments du réseau GSM et les usages nouveaux (SMS, GPRS, EDGE)
33G et 4G : l'Internet dans la pocheDurée ≈ 40 min · 6 sections
Objectifs et sections
Objectifs
  • Expliquer le principe de l'accès multiple par codes (CDMA) de la 3G
  • Expliquer pourquoi la 4G découpe le signal en milliers de sous-porteuses orthogonales (OFDM) et le rôle du préfixe cyclique
  • Expliquer le partage de la grille temps-fréquence (OFDMA) et l'intérêt du SC-FDMA en voie montante (PAPR)
  • Expliquer le principe du multiplexage spatial MIMO et ses conditions
  • Relier modulation adaptative, MIMO et débit
  • Décrire le passage au réseau tout-IP et à la voix sur LTE
  • Décrire la complexité du front-end RF d'un smartphone
4La 5G aujourd'huiDurée ≈ 25 min · 4 sections
Objectifs et sections
Objectifs
  • Citer les trois familles d'usages de la 5G
  • Expliquer le compromis entre fréquence, taille de cellule et débit
  • Expliquer le principe du MIMO massif et de la formation de faisceaux
  • Distinguer 5G non autonome et 5G autonome, et définir le découpage en tranches
  • Situer la 5G en France (fréquences, déploiement)
5Du téléphone jusqu'à Internet : l'architecture du réseauDurée ≈ 25 min · 4 sections
Objectifs et sections
Objectifs
  • Suivre le trajet d'un message du téléphone jusqu'au serveur
  • Décrire les sites radio et leurs antennes
  • Distinguer fronthaul, backhaul et cœur de réseau, et expliquer le rôle de la fibre
  • Expliquer comment l'exposition du public aux ondes est encadrée et mesurée en France
6Le terminal et la carte SIM : des systèmes embarqués partoutDurée ≈ 25 min · 4 sections
Objectifs et sections
Objectifs
  • Décrire la chaîne radio d'un smartphone, de l'antenne au processeur
  • Retracer l'évolution de la SIM, de la carte au format bancaire jusqu'à l'eSIM et l'iSIM
  • Citer des systèmes embarqués qui utilisent une SIM et les réseaux cellulaires pour objets
  • Mesurer l'impact de l'extinction de la 2G et de la 3G sur les objets connectés
  • Expliquer le SIM swap et les principaux risques liés à la SIM et à l'eSIM
7Et demain ?Durée ≈ 20 min · 4 sections
Objectifs et sections
Objectifs
  • Situer la 5G-Advanced et le calendrier de la 6G
  • Citer les pistes techniques de la 6G
  • Expliquer ce que permettent, et ne permettent pas, les liaisons directes entre satellite et téléphone
  • Mesurer les conséquences de la fin de la 2G et de la 3G
  • Identifier les grands enjeux : énergie, souveraineté, sécurité