Algorithmes de synchronisation.

Le réseau cellulaire est formé de stations de base fixes appelées BTS (Base Transceiver Stations) qui assurent, en première approximation, la liaison entre les mobiles (les téléphones portables) et le Réseau Téléphonique Commuté Public (RTCP). Lors d'une communication, chaque mobile devient l'esclave d'une BTS avec laquelle il communique par paquets. Ces différents paquets (bursts) sont envoyés périodiquement par chaque mobile à la BTS dont il dépend à une fréquence donnée par une horloge.

Chaque BTS possède sa propre horloge (sur laquelle se cale l'horloge de chaque mobile), mais les différentes horloges des BTS d'un réseau cellulaire ne sont pas synchronisées entre elles. Pour plusieurs raisons techniques, il pourrait être utile à terme de réussir à synchroniser ces différentes horloges bien qu'à l'heure actuelle, les réseaux cellulaires fonctionnent bien malgré cette désynchronisation.

Dans ce type de contexte, un problème clef est celui de l'obtention d'algorithmes distribués de synchronisation des horloges des BTS, autrement dit d'algorithmes que chaque BTS exécute de manière indépendante des autres BTS et qui convergent vers une situation où il n'y a plus de déphasage entre les horloges des différentes BTS. Ces algorithmes doivent bien entendu tenir compte de plusieurs contraintes techniques qui en rendent la conception relativement difficile. Nous listons ci-dessous les trois contraintes principales qui surviennent dans notre contexte:

• une première contrainte vient du fait que chaque BTS n'est capable de mesurer le déphasage de son horloge qu'avec un certain ensemble d'autres BTS et que cet ensemble varie au cours du temps: les mesures de déphasage entre deux BTS sont en effet liées à la présence de mobiles entre ces deux BTS, ce qui n'est jamais prévisible a priori et nécessite donc une modélisation stochastique sous-jacente.
• une seconde contrainte technique importante est liée au fait que l'on ne peut interagir sur l'horloge d'une BTS qu'à l'aide d'un seul bit, ce qui permet juste de faire évoluer sa phase à une certaine vitesse dans un sens donné ou de stopper cette évolution.
• une troisième contrainte est une contrainte de robustesse: les BTS tombent relativement souvent en panne et il est donc nécessaire de concevoir des algorithmes qui reconvergent rapidement vers une situation synchronisée lorsque l'on remet en route une BTS défaillante.