La téléphonie mobile, ou téléphonie cellulaire, est un moyen de télécommunication, plus précisément de radiocommunication, par téléphone mobile. Ce moyen de communication s'est largement répandu à la fin des années 1990. L'appareil téléphonique en lui-même peut être nommé « mobile », « téléphone portable », « portable » (en France), « téléphone cellulaire » en Amérique du Nord, « cell » au Québec dans le langage familier, « natel » en Suisse, « GSM » en Belgique et au Luxembourg, « vini » en Polynésie française. Les premiers systèmes mobiles fonctionnaient en mode analogique. Les systèmes mobiles actuels fonctionnent en mode numérique : la voix, comme les données, est échantillonnée, numérisée et transmise sous forme de bits, puis synthétisée lors de la réception. Les progrès de la microélectronique ont permis de réduire la taille des téléphones mobiles à un format de poche. Les bases de transmission sont réparties sur le territoire selon un schéma de cellules. En technologie GSM//GPRS (2G), chaque antenne utilise un groupe de fréquences hertziennes différent de ses voisines. Les systèmes mobiles sont standardisés pour être compatibles d'un pays à l'autre et pouvoir s'interconnecter avec les réseaux de téléphonie fixe.
L'Évolution des Technologies Cellulaires
L'évolution des normes a été marquée par des avancées significatives en termes de débit et de fonctionnalités. Le Global System for Mobile Communications (GSM) est une norme numérique de seconde génération (2G) mise au point par l'ETSI et commercialisée au début des années 1990 sur la gamme de fréquence des 900 MHz. Une variante appelée Digital Communication System (DCS) utilise la gamme des 1 800 MHz. Le General Packet Radio Service (GPRS) est une norme dérivée du GSM permettant un débit de données plus élevé. L'Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) est une autre norme dérivée du GSM, offrant un débit de données plus élevé pour un utilisateur stationnaire.
Plus récemment, le LTE (Long Term Evolution), initialement considéré comme une norme « pré-4G » (3,9G), est maintenant commercialisé sous l'appellation « 4G ». L'Union Internationale des Télécommunications (UIT) a accordé à la norme LTE la possibilité commerciale d'être considérée comme « 4G » depuis octobre 2010. L'LTE Advanced représente une évolution de la norme LTE visant des débits encore plus élevés, tout en conservant une compatibilité ascendante avec les terminaux LTE ; les premiers déploiements ont commencé en 2014.
Pour la connectivité Internet, le i-mode est un protocole permettant de connecter des téléphones mobiles à Internet. Le Wireless Application Protocol (WAP) est une extension du protocole GSM permettant également de connecter des téléphones mobiles à Internet. Le Short Message Service (SMS) est un service de messagerie pour téléphones mobiles, permettant l'envoi de messages écrits de 160 caractères maximum. La fonction d'usage première du téléphone mobile est la communication vocale, mais il permet aussi d'envoyer des messages succincts, appelés « SMS ». Avec l'évolution de l'électronique, le texte a pu être agrémenté d'images, puis de photographies, de sons et de vidéos.
Comprendre et Mesurer la Force du Signal
La qualité de la connexion cellulaire est souvent perçue à travers le nombre de barres ou de points sur l'écran du téléphone. Cependant, cette représentation visuelle de l'intensité du réseau, bien que facile à comprendre, ne donne pas une image complète. Le nombre de barres peut varier considérablement selon le fabricant et le modèle du téléphone, et elles ne sont pas entièrement représentatives de la puissance réelle du signal.
Il est préférable de vérifier la puissance réelle du signal de votre portable. Sur un iPhone, vous pouvez accéder au Field Test Mode en composant 3001#12345# et en appuyant sur appel. Ensuite, tapez sur « Serving Cell Measurements », faites défiler jusqu'à « Measured rsrp0 », et ajoutez +20 dBm au nombre résultant pour obtenir la valeur en dBm. Par exemple, un affichage de -102 serait équivalent à -82 dBm. La valeur se situe généralement entre -120 et -70 dBm ; plus le chiffre est élevé et proche de zéro, plus le signal GSM est fort. Des applications comme OpenSignal (qui offre des tests de vitesse, des cartes de couverture et la direction du signal) et Speedtest d’Ookla sont également disponibles pour les iPhones afin de tester la force du signal et les vitesses de réseau.
Pour les téléphones Android, l'accès au Field Test Mode se fait généralement via « Paramètres » > « À propos » > « État » ou « Réseau », puis « Intensité du signal » ou « Type et force du réseau », selon le modèle et la version d'Android. Une séquence alternative peut être « Paramètres » > « Plus d'options » ou « Plus de paramètres » > « À propos » > « Réseaux mobiles » > « Intensité du signal ». Les téléphones Android lisent un seul réseau à la fois ; la lecture par défaut sera le réseau 4G s'il est disponible, sinon le 3G. L'application Network Cell Info Lite est une excellente option gratuite pour Android, offrant une surveillance quasi en temps réel des signaux cellulaires et WiFi, avec une carte indiquant l'intensité du signal et l'emplacement des stations de base.
Lors de la mesure du signal, il est conseillé de se déplacer à l'endroit souhaité, d'attendre 30 à 60 secondes pour que les lectures se stabilisent, puis d'enregistrer la puissance du signal et le type de réseau (2G, 3G, 4G, LTE, etc.).
Optimiser et Améliorer Votre Connexion Cellulaire
Plusieurs facteurs peuvent affecter la qualité de votre signal cellulaire, et diverses stratégies peuvent être mises en œuvre pour l'améliorer.
Comprendre les Obstacles à la Propagation Radio
Les constructions modernes et autres structures importantes constituent de véritables obstacles aux communications radio. Leurs armatures noyées dans le béton en font des « cages de Faraday », empêchant les signaux radio de se propager efficacement, surtout sous terre. Les bandes de fréquences des signaux utilisés en téléphonie cellulaire ne se propagent pas sous terre. N'essayez donc pas de passer des appels depuis l'intérieur ou les sous-sols d'un bâtiment.
Les signaux radio sont parfois sujets à des phénomènes de réflexion. Le niveau de réception que vous observerez ne dépendra pas seulement des obstacles visibles se trouvant entre vous et l'émetteur du relais, mais aussi de la façon dont les ondes pourraient être déviées.
Des interférences peuvent également survenir à cause d'appareils électroniques tels que les ordinateurs portables, les tablettes, les fours à micro-ondes ou tout autre matériel susceptible d'émettre des fréquences perturbatrices pour un téléphone cellulaire.
La sécheresse et l'humidité élevées de l'air ambiant sont également des facteurs de dégradation des signaux radio. Les transmissions à des distances relativement importantes peuvent être perturbées par la réflexion des ondes sur le sol chaud, de la même manière que la vision peut être perturbée par des mirages.
Stratégies Pratiques pour Améliorer la Réception
- Se placer sur un point élevé : Pour améliorer le niveau de réception d'un téléphone cellulaire, vous devrez vous placer sur un point élevé ou contourner les obstacles à la propagation radio comme les bâtiments qui vous entourent. Certains qualifient cette façon de faire comme la méthode du « roi lion ».
- Localiser les antennes de votre opérateur : Il est utile de connaître l'emplacement des antennes de votre opérateur de téléphonie mobile.
- Redémarrer votre appareil : Éteignez puis rallumez votre cellulaire. Si les mesures prises ne suffisaient pas, éteignez votre cellulaire puis rallumez-le après quelques secondes. Un téléphone cellulaire consomme davantage d'énergie lorsqu'il essaie de se connecter que lorsqu'il est en veille. Il peut aussi arriver qu'il contienne assez d'énergie pour effectuer un appel, mais pas suffisamment pour effectuer une recherche de signaux pour s'enregistrer.
- Orientation de l'appareil : Les antennes des téléphones cellulaires sont conçues de telle façon que la meilleure propagation se fasse dans un plan perpendiculaire à leur axe. Le maximum d'énergie transmise ou reçue par un cellulaire se trouve dans un anneau ayant pour axe l'antenne de l'appareil. Il ne devrait donc pas y avoir de problèmes si vous tenez votre cellulaire en position verticale, mais si vous le maintenez en position horizontale ou trop inclinée, le champ de propagation de son antenne sera négativement affecté. Sur les téléphones les plus récents, l'antenne est souvent située dans la partie inférieure de l'appareil.
- Utilisation du Wi-Fi : Il est possible, à condition que votre cellulaire soit compatible avec la technologie UMA, d'utiliser un accès Wi-Fi pour recevoir les signaux de téléphonie mobile si vous n'avez pas de couverture GSM ou si son niveau de réception est trop faible. Bien que la technologie UMA soit de plus en plus communément utilisée, tous les appareils et fournisseurs d'accès à Internet ne la supportent pas encore pour faire des appels téléphoniques.
Équipements d'Amélioration du Signal
- Répéteurs Cellulaires : Si vos problèmes de téléphone se limitent à votre bureau ou à votre domicile, essayez d'installer un « répéteur cellulaire ». Ces appareils reçoivent au moyen d'une antenne les signaux affaiblis, les amplifient et les réémettent dans la zone de couverture. Ils ont cependant besoin d'un signal qui soit exploitable, ce qui correspond à 2 ou 3 barres d'indication du champ reçu sur leur antenne qui est généralement placée en extérieur. L'utilisation de tels répéteurs peut faire appel à la connaissance de certaines informations techniques, comme les fréquences utilisées par votre opérateur, et ils ne fonctionnent souvent qu'avec un seul fournisseur de services de téléphonie mobile. Les répéteurs cellulaires modernes utilisent des processeurs de traitement DSP surpuissants pour régénérer la bande de base des signaux reçus avant de les réémettre en les amplifiant. Le gain de ces appareils peut atteindre 100 dB, ce qui est considérable par rapport aux amplificateurs analogiques traditionnels. Certains de ces nouveaux équipements fonctionnent en mode plug and play, sans procédure de mise en service complexe. Leurs antennes ne sont pas difficiles à installer, l'antenne de la voie d'émission et son duplexeur étant généralement internes à l'appareil. Ils peuvent être mis en œuvre sur les réseaux de la plupart des opérateurs de téléphonie mobile.
- Antennes à gain élevé : Certains fabricants de téléphones cellulaires produisent des versions d'antennes à gain élevé pour leurs appareils mobiles. Vous pourrez en faire équiper votre appareil chez les distributeurs de la marque de votre téléphone ou vous procurer un kit de montage pour le faire vous-même. Bien que cette intervention n'apporte en général que peu d'améliorations, elle est beaucoup moins efficace que l'installation d'un répéteur cellulaire.
Il faut absolument éviter tous les gadgets vendus à bas prix (de l'ordre de 5 euros) sous la forme d'une plaquette autocollante prétendant « amplifier » les signaux de votre téléphone cellulaire.
Le Choix de l'Opérateur et les Aspects Géographiques
La couverture du réseau cellulaire est relativement variable. Les opérateurs travaillent indépendamment les uns des autres, utilisant leurs propres bandes de fréquences et positionnant leurs relais cellulaires selon leurs stratégies, tout en restant sous le contrôle des organismes gouvernementaux gérant l'utilisation des fréquences. Il est fort possible que si le signal reçu de votre opérateur est inexploitable, vous puissiez obtenir de meilleurs résultats en en choisissant un autre. Certains opérateurs de téléphonie cellulaire font des offres commerciales alléchantes à leurs nouveaux clients. La plupart des opérateurs fonctionnent sur la base d'une clientèle établie et manquent de nouveaux clients, cherchant par tous les moyens à conquérir la clientèle de leurs concurrents.
Dans les zones où la couverture réseau est insuffisante, les propriétaires de sites répondant aux caractéristiques requises ont la possibilité de proposer leurs services aux opérateurs de téléphonie mobile afin qu'ils y installent un relais. Il est possible de se rendre sur les sites web des principaux opérateurs de téléphonie mobile pour y enregistrer sa proposition, ou de faire des offres par courriel. Il est aussi possible d'enregistrer son offre auprès des municipalités ou de la préfecture du département.
Les réseaux 2G sont encore utilisés dans les zones rurales faiblement peuplées où il y a peu de relais de téléphonie cellulaire et des distances plus importantes à couvrir. Un avantage à considérer est que le téléphone cellulaire ayant besoin de moins de puissance pour une communication en 2G, sa batterie sera moins sollicitée et durera plus longtemps. Un débit de données moins élevé qu'en 4G rendra une connexion à Internet en 2G lente, mais le rapport « signal/bruit » d'un signal reçu en 2G, à distance et à niveau de réception égal, sera supérieur à celui perçu en 4G, donc plus exploitable.
[Comment ça marche ?] Comment une onde transporte-t-elle de l’information ?
La Sécurité et les Impacts Sanitaires : Un Débat Permanent
La téléphonie mobile, rapidement et largement diffusée, a engendré de nouveaux comportements qui peuvent déboucher sur divers types d'accidents liés à la réduction de l’attention des individus, un effet statistiquement établi. Le fait de téléphoner, et de tenir une conversation, mobilise une partie de l'attention qui détourne l'utilisateur des autres tâches en cours, diminuant ainsi sa réactivité.
L'existence de risques d’interférence électromagnétique à proximité de certains appareils médicaux est prouvée. L'OMS relève qu’il existe des risques d’interférences électromagnétiques à proximité de certains appareils médicaux. « Il est incontestable que le rayonnement à haute fréquence peut perturber le fonctionnement d’appareils techniques, ce qui peut avoir des conséquences sur la santé, en particulier dans le cas des implants médicaux, tels que les stimulateurs cardiaques. L'utilisation des téléphones mobiles est interdite dans les hôpitaux dans certains pays. On peut citer comme appareils pouvant être perturbés les appareils électroniques destinés à être utilisés à domicile qui ont un niveau d'immunité inférieure ou égale à 3 V/m. On trouve tous les appareils médicaux comme les thermomètres, les lecteurs de glycémie, les tensiomètres, etc. »
Diverses études scientifiques et médicales portent sur les risques potentiels de cancers engendrés à long terme par les champs électromagnétiques générés par les mobiles et les antennes relais. En se basant sur une revue de littérature d’études épidémiologiques, l’OMS a conclu en 2005 qu’il est peu probable que l'exposition aux ondes électromagnétiques des téléphones mobiles ait des conséquences néfastes sur la santé des usagers. Elle estime qu’« aucune étude nationale ou internationale récente n'a permis de conclure que l'exposition aux champs [de radiofréquence] émis par les téléphones portables ou leurs stations de base a des conséquences néfastes sur la santé » et que les études épidémiologiques « n'ont pas permis d'établir de manière convaincante un lien entre l'utilisation du téléphone portable et un risque accru de cancer ou d'autres maladies ».
L’Agence française de sécurité sanitaire a publié en juin 2005 un avis sur les mobiles, concluant à une absence de preuve de nocivité en l’état actuel des connaissances, mais appelant à la vigilance et à la poursuite de travaux scientifiques. Ce rapport fut cependant dénoncé en 2006 par l'inspection générale des affaires sociales en raison des liens entre les industriels de la téléphonie mobile et les auteurs de l'étude. L'Office fédéral de l'environnement suisse, dans une étude sur l'impact sanitaire des rayonnements haute fréquence, conclut à l'absence de preuve d'effets sanitaires (aux intensités utilisées en Suisse), mais ajoute que « certains effets associés à l’exposition de l’homme aux téléphones mobiles sont à considérer comme probables », soulignant l'insuffisance des données scientifiques, tant épidémiologiques qu'expérimentales, en particulier sur une longue durée.
À l'été 2007, le groupe international de recherche Bioinitiative, relayé par l'Agence européenne pour l'environnement, a publié un rapport sur les risques sanitaires liés aux champs électromagnétiques dans lequel il recommande de revoir les mesures de protection des utilisateurs de mobiles car, selon lui, « les personnes qui ont utilisé un téléphone portable dix ans présentent un plus grand risque de développer une tumeur au cerveau ». Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) coordonne l'étude internationale « Interphone », la plus grande enquête épidémiologique menée sur le sujet. En mai 2010, les premiers résultats de l’étude Interphone ont été publiés, concluant qu’« aucune augmentation du risque de gliome ou de méningiome n’a été observée en relation avec l’utilisation du téléphone mobile. Une augmentation du risque de gliome a été suggérée aux niveaux d’exposition les plus élevés, toutefois des biais et des erreurs empêchent d’établir une interprétation causale ». Les chercheurs appellent à la poursuite des recherches. Ce rapport n'a pas satisfait les médecins de l'Association Santé Environnement France (ASEF), qui appellent depuis longtemps à la mise en place du principe de précaution et à la protection des personnes les plus vulnérables.
Avec la publication le 31 mai 2011 de son dernier rapport, le Centre International de Recherche sur le Cancer, dépendant de l’OMS, a conclu que l'utilisation des téléphones portables pourrait peut-être entraîner un risque accru de développer un gliome, sans que l'on puisse exclure le hasard ou des biais. En 2018, l'OMS déclare qu'un « grand nombre d'études ont été menées depuis deux décennies afin de savoir si la téléphonie mobile crée un risque pour la santé ». Le 4 mars 2009, l'Académie de médecine, réagissant à une décision de justice condamnant un opérateur à démonter une antenne relais, défend le caractère inoffensif des antennes, qualifiant la décision de « erreur scientifique ».
L'Avenir des Communications Mobiles : Vers la 6G
Alors que la 5G est encore en cours de déploiement en France, avec environ 4,1 millions d'abonnés fin 2022, les spécialistes des télécommunications préparent déjà le terrain pour la génération suivante : la 6G. Le processus de définition d'un standard dédié à la 6G devrait débuter en 2024, porté par le 3GPP. L'Europe est particulièrement investie, notamment via l'initiative Hexa-X, visant à promouvoir le projet 6G sur le Vieux Continent.
La 6G est envisagée pour remédier aux lacunes de la 5G (coûteuse et gourmande en énergie) et répondre à des usages nouveaux. Alors que la 5G vise des débits allant jusqu'à 10-20 Gbps, la 6G pourrait dépasser les 100 Gbps et flirter avec le Tbps. Les usages envisagés incluent la généralisation des réalités virtuelle, augmentée et étendue (XR) à des niveaux de qualité sans précédent, des hologrammes mobiles, des répliques numériques haute fidélité, l'automobile autonome soutenue par des IA avancées, ainsi que des applications dans la robotique, les drones et l'industrie.
Le passage à la 6G reposera notamment sur l'exploitation des fréquences Terahertz (THz). Des essais techniques sont déjà en cours, comme ceux de Samsung et LG, se concentrant sur le successeur des ondes millimétriques. Bien que la 6G ne soit attendue qu'à partir des années 2030, les recherches et développements sont déjà bien engagés.
Aspects Numériques et Identification
La carte SIM insérée dans le téléphone permet d'identifier le propriétaire de la ligne via un identifiant IMSI (International Mobile Subscriber Identity). Le code PIN, composé de quatre à huit chiffres, protège l'accès à l'abonnement de l'utilisateur et est normalement demandé à chaque démarrage du téléphone, mais peut être désactivé. Chaque téléphone est également identifié par un numéro unique appelé IMEI (International Mobile Equipment Identity).
Il est intéressant de noter que le fonctionnement des anciens téléphones portables pour taper un SMS utilisait un clavier à 9 touches. On pouvait gagner en vitesse en activant l'option T9, qui permettait au téléphone de faire des suggestions de mots. Avec l'arrivée des smartphones et de leur clavier tactile, le T9 est devenu obsolète. Le fait qu'il n'y ait pas de « 0 » ou de « 1 » dans certains codes numériques n'est pas toujours caractéristique, mais leur absence peut être inhabituelle.
La Cytométrie en Flux : Une Autre Forme de Comptage Cellulaire
Dans un domaine complètement différent, la numération cellulaire par cytométrie en flux est une méthode reconnue tant dans la recherche que dans les milieux cliniques. Elle a de nombreuses applications cliniques, du suivi de la progression de la maladie à l'évaluation de l'efficacité thérapeutique des médicaments. Des entreprises comme CellCarta offrent une numération cellulaire sensible et précise, réduisant le temps de traitement des échantillons grâce à leur expertise en cytométrie de flux multiparamétrique. En utilisant des tubes TrucountTM ou des fluorosphères Flow-CountTM, elles fournissent des comptages cellulaires pour divers paramètres cliniques.
tags: #cellulaire #en #chiffre #numerique