Base Transceiver Station

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Antenne relais « arborisée » à Villepreux dans les Yvelines, en France

La BTS ou Base Transceiver Station est un des éléments de base du système cellulaire de téléphonie mobile GSM, appelé plus communément antenne-relais GSM (à différencier de l'antenne-relais UMTS, de type Node B).

Schématiquement, elle est composée essentiellement d'un élément d'interface avec la station la contrôlant (la BSC), d'un ou plusieurs émetteurs/récepteurs (transceiver, TRX) et d'une à trois antennes : elle forme ainsi une cellule (base du maillage d'un réseau de téléphonie mobile).

Fonction[modifier | modifier le code]

Elle est chargée de la liaison radio avec les stations mobiles.

Les rôles principaux d'une BTS sont :

  • l'activation et la désactivation d'un canal radio ;
  • le multiplexage temporel (TDMA) et la gestion des sauts de fréquences (frequency hopping) ;
  • le chiffrement du contenu à transmettre (pour la confidentialité de la communication sans fil) ;
  • les codage canal, chiffrement des trames, modulation, démodulation et décodage du signal radio (protection contre les erreurs de transmission, interférences, bruits....) ;
  • le contrôle de la liaison ;
  • le surveillance des niveaux de champ reçus et de la qualité des signaux (nécessaire pour le handover) ;
  • le contrôle de la puissance d'émission (limiter la puissance à ce qui est suffisant pour ne pas trop perturber les cellules voisines).

Le domaine de la BTS reste néanmoins la liaison physique radio, l'essentiel des fonctions de contrôle et de surveillance est réalisé par la BSC.

Capacité[modifier | modifier le code]

Un TRX (Transmission/Reception Unit) est un émetteur récepteur qui gère une paire de fréquences porteuses (une en voie montante, une en voie descendante). On peut multiplexer jusqu'à 8 communications GSM simultanées sur un TRX grâce à la technique d'accès multiple TDMA.

En théorie, la capacité maximale d'une BTS est de 12 TRX. Ainsi, elle peut gérer jusqu'à 96 communications simultanées. Mais cette limite n'est jamais atteinte en pratique.

Dans les zones rurales, le rôle de la BTS est d'assurer une couverture. Elle est donc généralement limitée à un seul TRX ou deux si l'opérateur prévoit un TRX de secours. Dans les zones urbaines, la BTS doit assurer une couverture mais également écouler un trafic conséquent. Elle peut donc être équipée de deux à neuf TRX.

Afin d'écouler plus de trafic, les opérateurs préfèrent augmenter le nombre de BTS plutôt que d'augmenter le nombre de TRX par BTS. Ainsi, les interférences entre canaux utilisant les mêmes fréquences sont limitées.

Caractéristiques[modifier | modifier le code]

Antenne-relais du réseau GSM

Type d'antennes[modifier | modifier le code]

On peut distinguer les antennes omnidirectionnelles (qui émettent à 360°) des antennes bi-sectorielles (180° par antenne) ou tri-sectorielles (120° par antenne) qui sont les plus fréquentes car elles permettent un maillage optimisé d’une zone géographique (voir article réseau de téléphonie mobile) et limitent les interférences entre canaux utilisant une même fréquence.

Taille de la cellule[modifier | modifier le code]

Une BTS classique peut émettre jusqu'à 35 km au maximum (dans la bande de fréquence des 900 MHz). On parle de macro-cellule pour un rayon compris entre 2 km et 35 km et de petite cellule (small-cell) pour un rayon compris entre 500 m et 2 km.

Les micro BTS sont conçues pour les zones urbaines et définissent des micro-cellules (rayon inférieur à 500 m) ; les Femtocells ont une portée de 10 à 20 m (utilisées en général dans des locaux fermés).

Classement[modifier | modifier le code]

BTS normales[modifier | modifier le code]

La norme GSM impose une sensibilité minimale de -104 dBm en GSM 900 et DCS 1800. Elle définit également plusieurs classes selon la puissance maximale électrique avant couplage :

Numéro de classe GSM 900 DCS 1800
1 320 W / 55 dBm 20 W / 43 dBm
2 160 W / 52 dBm 10 W / 40 dBm
3 80 W/ 49 dBm 5 W / 37 dBm
4 40 W/ 46 dBm 2.5 W / 34 dBm
5 20 W/ 43 dBm
6 10 W/ 40 dBm
7 5 W/ 37 dBm
8 2.5 W/ 34 dBm


Pour calculer les niveaux de champs électromagnétiques générés il faut tenir compte des gains d'antenne donc de la PIRE.

Micro BTS[modifier | modifier le code]

En ce qui concerne les micro BTS, il n'existe que trois classes qui spécifient la puissance maximale d'émission avec couplage, ainsi que la sensibilité.

Numéro de classe GSM 900 DCS 1800
Puissance maximale
M1 80 mW / 19 dBm 500 mW / 27 dBm
M2 30 mW / 14 dBm 160 mW / 22 dBm
M3 10 mW / 10 dBm 50 mW / 17 dBm
Sensibilité
M1 0.2 nW / -97 dBm 0.06 nW / -102 dBm
M2 0.6 nW / -92 dBm 0.2 nW / -97 dBm
M3 2 nW / -87 dBm 0.6 nW / -92 dBm

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]