La technologie derrière les réseaux cellulaires : comment votre téléphone se connecte

1. Interface radio

Les téléphones émettent/reçoivent sur bandes licenciées (600 MHz–ondes millimétriques) avec OFDMA (4G/5G) ou CDMA/TDMA (héritage). Modulation : QPSK → 256-QAM (4G), π/2-BPSK → 256-QAM (5G).

2. Sites cellulaires (gNodeB / eNodeB)

Antennes sectorisées (3×120°) couvrent une « cellule ». Urbain dense : petites cellules (200 m). Rural : macro tours (5–30 km). Transfert (Xn/N2) maintient session en mobilité.

3. Réseau cœur (5GC / EPC)

AMF (mobilité), SMF (session), UPF (plan données), AUSF (auth), PCF (politiques), UDM (données abonné). Network slicing (eMBB, URLLC, mMTC) en 5G.

4. Duplexage

• FDD : Spectre montée/descente apparié (traditionnel).
• TDD : Bande unique, créneaux temporels (5G n41, n78, n258).

5. Accès multiple

OFDMA (descente) + SC-FDMA (montée 4G) / CP-OFDM (5G les deux) — sous-porteuses orthogonales éliminent interférence intra-cellule.

6. MIMO & Formation de faisceau

Massive MIMO (64–256 antennes) au gNodeB ; 2–4×2 MIMO à l'UE. Précodage concentre énergie, multiplie capacité.

7. Sécurité

Authentification mutuelle (AKA/5G-AKA), intégrité (128-EIA3), chiffrement (128-EEA3/256-EEA3), SUCI (ID abonné masqué).

Standards : 3GPP Releases 15–18 (5G), évolution vers 6G (THz, IA-native, détection intégrée).