Base Transceiver Station - Définition
La BTS ou Base Transceiver Station est un élément de base du système cellulaire de téléphonie mobile GSM
Schématiquement, elle est composée essentiellement d'un élément d'interface avec la station la contrôlant (BSC), d'un émetteur/récepteur (transceiver, TRX) et d'une antenne : elle forme ainsi une cellule (base du maillage du réseau).
Fonction
Elle est en charge de la liaison radio avec les Stations mobiles.
Les rôles principaux d'une BTS sont:
- activation et désactivation d'un canal radio
- multiplexage temporel (TDMA) et saut de fréquence (Frequency Hopping)
- chiffrement du contenu à transmettre (pour la confidentialité de la communication sans fil),
- codage canal, chiffrement des trames, modulation, démodulation et décodage du signal radio (protection contre les erreurs de transmission, interférences, bruits....)
- contrôle de la liaison
- surveillance des niveaux de champ reçus et de la qualité des signaux (nécessaire pour le handover)
- 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
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 simultanées sur un TRX grâce à la technique d'accès multiple TDMA.
En théorie, la capacité maximale d'une BTS est de 16 TRX. Ainsi, elle peut gérer jusqu'à 128 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 1 seul TRX ou 2 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 2 à 9 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
Type d'antennes
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 limitent les interférences entre canaux utilisant une même fréquence.
Taille de la cellule
Une BTS classique peut émettre jusqu'à 35 km au maximum. On parle de macro-cellule pour un rayon compris entre 2 km et 35 km et de petite cellule 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).
Classement
BTS normales
La norme GSM impose une sensibilité maximale de -104 dBm en GSM 900 et DCS 1800. Elle définit également plusieurs classes selon la puissance maximale d'émission 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 | 2.4 W/ 34 dBm |
Micro BTS
En ce qui concerne les micro BTS, il n'existe que 3 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 |