rapport de pfa

7/21/2019 Rapport de PFA

1/79

Rapport de projet de fin danne

Optimisation de la 3G pourINWI en se basant sur les KPIs

Ralis

Huawei Technologies

Ralis par : Encadr par :

Lamia HRIKICH M. Brahim SEKKOUM. Othman ELKOUCHI

Devant le jury

Mme. Raja EL ASSALIM. Youness JABRANE

Soutenu le : 28/11/2014

Universit Cadi AyyadEcole Nationale des Sciences

Appliques de MarrakechAnne Acadmique 2013-2014


2/79

Optimisation de la 3G pour INWI en se basant sur les KPI

1

Remerciements

Le remerciement est un acte humain quon a lhabitude de dployer enversdes gens qui se mettent notre service. Cest pour cela que jai vu l obligationdadopter ce comportement avec des gens qui nont pas cess de me donner leur

coup de main au cours de mon stage, et qui ont eu la gentillesse den faire un

moment trs profitable.

Je tiens dans un premier temps remercier M. Brahim SEKKOU et M. OthmanEL KOUCHI du dpartement Radio 3G de Huawei TECHNOLOGIES du Projet INWI pourleur encadrement, leurs disponibilit et patience tout au long de cette priode destage, pour la confiance quils mont accord, pour leurs conseils et soutien infinis,et pour leur participation dans ce rapport.

Jaimerai par ailleurs souligner la contribution importante de toute lquipe

du dpartement Radio 3G Huawei, leur expertise a toujours t dun prcieuxrecours.

Je tiens remercier galement M. Steven SHIZHENHUAN, Chef du projet dploiement 3G pour INWI qui ma accord toute sa confiance en maccueillant

au sein du dpartement.

Je remercie finalement toute personne qui ma aid de proche ou de loin bien mener ce projet.


3/79


2

Rsum

Le Maroc a connu une volution importante dans le secteur destlcommunications.

Les oprateurs doivent amliorer la qualit de service pour satisfaire lademande du client dans un march comptitif. Dans ce cadre, Huawei est dsormaisresponsable, laide dune quipe dune grande expertise dans loptimisation radio,

de grer les oprations qui mnent augmenter les performances du rseau 3G.

Mon projet est le fruit dune tude qui a dans un premier lieu touch les

aspects radio du rseau 3G, avant de poursuivre dans un deuxime lieu par ltudedes procdures d'optimisation au sein de la socit en se focalisant sur les solutionsproposes aux problmes dtects par Huawei Technologies pour le suivi desperformances du rseau 3G, et aussi en sadaptant aux diffrents logicielsncessaires pour cette dmarche.

Ensuite et en vue de complter mes connaissances thoriques par la pratique,jai ralis une tude de cas applique une zo ne de CASABLANCA. Cette tudemapermis de dcouvrir les diffrentes complications et obstacles qu'un ingnieurd'optimisation se doit surmonter, tout en respectant la procdure tablie par lasocit.

Cest dans ce cadre que sinscrit mon projet qui vise mener des actions

doptimisation au profit de loprateur INWI, dans un but de maintenir une qualit

de service acceptable et suivre lvolution de son rseau.


4/79


3

Abstract

Morocco has known an important evolution in the telecommunications sector.

The operators must preserve and improve the quality of service to satisfycustomer demand and loyalty in an increasingly market competitive. In this context,Huawei is now responsible, with a team of expertise in radio optimization to manageoperations which lead to increase the performance of the 3G network.

My project is the result of a study that initially affected the aspects of 3Gradio networks, before continuing in optimization procedures study within thecompany focusing on proposed solutions to problems detected by HuaweiTechnologies for monitoring performance of the network, and also adapting todifferent software needed for this approach. And then to complete my theoreticalknowledge in practice, I conducted a case study applied to an area of CASABLANCA.This case study allowed me to discover the different complications and obstacles

that optimization engineer must overcome while respecting the procedureestablished by the company.

Action plans relating to each type of problem detected were designed andoffered to the client operator. Validation of corrective actions submitted by theoperator INWI resulted in their implementation and monitoring of their impact onthe performance of the cluster.

It is in this context that my project which aims to conduct optimizationmeasures in favor of the operator INWI, in order to maintain an acceptable qualityof service and monitor its network.


5/79


4

Acronymes

2G: second Generation3G: 3rd Generation3GPP: 3rd Generation Partnership Project

AAMR: Adaptive Multi Rate

BBMC: Broadcast/Multicast ControlBLER: Block Error Rate

CCN: Core NetworkCQI : Channel Quality IndicatorCRC: Cyclic Redundancy CheckCS: Circuit-switched

DDT: Drive Test

EEc/Io: Chip energy over noise power spectraldensity

FFDD: Frequency Division DuplexingFDMA: Frequency Division Multiple AccessFTP: File Transfer Protocol

GGGSN: Gateway GPRS Support Node

GSM: Global System for Mobile CommunicationsGPRS: General Packet Radio ServiceGPS: Geographical Position System

HHSDPA: High Speed Downlink Packet Access

KKPI: Key Performance Indicator

M

MAC: Medium Access ControlMSC: Mobile Switching Center Protocol

PPDCP: Packet Data Convergence

OOMC: Operation and Maintenance CenterOSI: Open Systems Interconnection

OVSF: Orthogonal Variable Spreading Factor

RRAT: Radio Access TechnologyRF: Radio FrequencyRLC: Radio Link ControlRNC: Radio Network ControllerRNP: Radio Network PlanningRRC: Radio Resource ControlRSCP: Received Signal Code Power

SSGSN: Serving GPRS Support NodeSMS: Short Message ServiceSSV: Single Site Verification

TTDD: Time Division DuplexingTDMA: Time Division Multiple AccessTD-CDMA: Time Division Code Division MultipleAccess

UUE: User EquipmentUMTS: Universal Mobile TelecommunicationServicesUSIM: Universal Subscriber Identity ModuleUTRAN: UMTS Terrestrial Radio Access Network

VVPN: Virtual Private Network

WWCDMA: Wideband Code Division Multiple Access


6/79


5

Table des matires

Introduction gnrale .................................................................................................................... 9

Chapitre 1 : Prsentation de lentreprise d accueil & Contexte du Projet .................................. 11 Introduction ................................................................................................................................. 12

I. Prsentation de lorganisme daccueil ..................................................................................... 12

I.1. Huawei Technologies................................................................................................... 12

I.2. Valeurs fondamentales : ............................................................................................... 13

I.3. Produits Huawei Technologies : .................................................................................. 14

I.4 HUAWEI au Maroc : .................................................................................................... 14

I.5 Structure de gouvernance d'entreprise .......................................................................... 15 II. Contexte gnral du projet ..................................................................................................... 16

II.1. Le dpartement RNPO................................................................................................ 16

II.2. Problmatique ............................................................................................................. 16

II.3. Objectifs ..................................................................................................................... 16

II.4. Diagramme de Gantt ................................................................................................... 17

Conclusion .................................................................................................................................. 17

Chapitre 2 : Gnralits sur la technologie UMTS ..................................................................... 18

Introduction ................................................................................................................................. 19

I. Prsentation sur la norme UMTS ............................................................................................ 19

I.1. Le rseau UMTS .......................................................................................................... 19

I.2. Objectif de lUMTS ..................................................................................................... 19

I.3. Couvert ure globale de lUMTS ................................................................................... 19

I.4. Classes de service : ...................................................................................................... 20

1.5. Architecture du rseau UMTS : .................................................................................. 21

I.6. Organisation temporelle et frquentielle de la norme UMTS : .................................... 22

II. Principe de lUTRAN ............................................................................................................. 23

II.1. Les lments de lUTRAN : ....................................................................................... 24

II.2. La technique daccs WCDMA .................................................................................. 27

II.3. Codes utiliss dans lUTRAN .................................................................................... 28

II.4. Canaux de lUTRAN .................................................................................................. 30

III. Handover en UMTS ............................................................................................................. 32

III.1 Soft/Softer Handover.................................................................................................. 32


7/79


6

III.2. Hard handover : ........................................................................................................ 33

IV. Contrle de puissance ........................................................................................................... 34

IV.1 Contrle de puissance en boucle ouverte (Open Loop Power Control) : ................... 34

VI.2 Contrle de puissance en boucle ferme (Closed Loop Power Control) : ................. 35

Conclusion : ................................................................................................................................ 37

Chapitre 3 : Le Processus dOptimisation ................................................................................... 38

Introduction : ............................................................................................................................... 39

I. Le processus doptimisation .................................................................................................... 39

I.1. Drive-Test .................................................................................................................... 40

I.2. Les indicateurs cls de performances........................................................................... 42

I.3. Caractristiques dune antenne .................................................................................... 45

II. Les problmes doptimisation RF .......................................................................................... 46

II.1. Les problmes de la couverture .................................................................................. 46

II.2. Les problmes relatifs au phnomne de pilot pollution ........................................ 47

II.3. Analyse des problmes de Handover .......................................................................... 49

Conclusion .................................................................................................................................. 50

Chapitre 4 : Etude de cas - Optimisation dun Clust er................................................................ 51

Introduction ................................................................................................................................. 52

I. La rgion tudie ............................................................................................................... 52

II. Droulement du drive Test ................................................................................................ 52

III. Analyse des paramtres au sein de Huawei ....................................................................... 59

III.1. Genex Assistant ......................................................................................................... 59

III.2. Les paramtres analyss par lquipe RNO .............................................................. 60

III.3. Comparaison : KPIs trouvs et valeurs seuils de loprateur .................................... 63

III.4. Analyse des problmes et solutions proposes .......................................................... 63 IV. Comparaison entre le Before et l After .................................................................... 68

Conclusion : ................................................................................................................................ 76

Conclusion et perspectives .......................................................................................................... 77

Rfrences ................................................................................................................................... 78


8/79


7

Liste des figures Figure 1: Prsence mondiale de Huawei .............................................................................. 12

Figure 2:Diagramme de GANTT ................................................................................................ 17

Figure 3: Couverture en UMTS .................................................................................................. 20

Figure 4: Classes de services .................................................................................................. 21

Figure 5:Architecture globale du rseau UMTS................................................................... 21

Figure 6: bandes appaires .............................................................................................. 22

Figure 7: bandes non appaires ....................................................................................... 23

Figure 8: Structure de trame UMTS ...................................................................................... 23

Figure 9: couches de linterface radio ................................................................................ 25

Figure 10:Serving et Drift RNC ............................................................................................... 26

Figure 11: L'talement de spectre ........................................................................................ 27 Figure 12:Mcanisme de scrambling ..................................................................................... 28

Figure 13: Utilisation des codes OVSF .................................................................................. 29

Figure 14:Mcanisme du softer/soft Handover dans lUMTS ............................................ 33

Figure 15:Le Mcanisme du hard Handover dans lUMTS .................................................. 33

Figure 16: Controle de puissance en boucle ouverte via PRACH .............................................. 35

Figure 17: Le mcanisme du contrle de puissance en boucle interne en Uplink ....... 35

Figure 18: Le mcanisme du contrle de puissance en boucle interne en Downlink .. 36

Figure 19:Le mcanisme du contrle de puissance en boucle externe .......................... 37 Figure 20: schma doptimisation ......................................................................................... 39

Figure 21: chane de mesur .................................................................................................... 40

Figure 22: Le RSCP ................................................................................................................... 43

Figure 23: Les rapport Ec/Io et Eb/No d'un signal ............................................................. 43

Figure 24: La diffrence entre un haut CQI et un faible CQI ........................................... 45

Figure 25 : rglage du tilt des antennes .............................................................................. 46

Figure 26: la couverture classe par niveau ....................................................................... 47

Figure 27: Phnomne de Pilot Pollution selon le RSCP ................................................... 47

Figure 28: rgion tudie ....................................................................................................... 52

Figure 29: matriel utilis lors du drive test ...................................................................... 53

Figure 30: Interface du logiciel GENEX Probe ..................................................................... 53

Figure 31: La connexion du GPS et MS l'ordinateur ........................................................ 54

Figure 32: tapes du test d'un appel .................................................................................... 55

Figure 33: Les dtails du test d'appel................................................................................... 56

Figure 34: test du Upload et du Download l'aide de File Zila ....................................... 56

Figure 35: Dtails du test du Download ............................................................................... 57


9/79


8

Figure 36: Test du Access ....................................................................................................... 57

Figure 37: Dtails du test du Access ..................................................................................... 58

Figure 38: Test du Ping ........................................................................................................... 58

Figure 39: Changement du HSDPA lors du test du Ping ..................................................... 59

Figure 40: Chemin du test du cluster aprs le maping...................................................... 59 Figure 41: interface du logiciel GENEX Assistant ............................................................... 60

Figure 42: L'tat du RSCP dans la rgion tudie .............................................................. 61

Figure 43: L'tat du rapport Ec/Io dans la rgion tudie ............................................... 61

Figure 44: L'tat du Tx Power dans la rgion tudie ....................................................... 62

Figure 45: L'tat du BLER dans la rgion tudie ............................................................... 62

Figure 46: Analyse 1 de la rgion tudie ........................................................................... 64

Figure 47: Analyse 2 de la rgion tudie ........................................................................... 64

Figure 48: Problme d'un seul Call Drop dans la rgion tudie ..................................... 65

Figure 49: Bonne couverture .................................................................................................. 66

Figure 50: Mauvaise couverture ............................................................................................ 66

Figure 51: Call drop ................................................................................................................. 67

Figure 52: Rponse du RNC aprs le Call Drop ................................................................... 67

Figure 53: Valeurs du RSCP avant optimisation .................................................................. 68

Figure 54: tat du RSCP avant optimisation ........................................................................ 69

Figure 55: Valeurs du RSCP aprs optimisation ......................... Erreur ! Signet non dfini.

Figure 56: tat du RSCP aprs optimisation ........................................................................ 70

Figure 57: SC avant optimisation .......................................................................................... 70

Figure 58: SC aprs optimisation ........................................................................................... 71

Figure 59: tat du rapport Ec/Io avant optimisation ........................................................ 71

Figure 60: tat du rapport Ec/Io apres optimisation ......................................................... 72

Figure 61: tat du Tx Power avant optimisation ................................................................ 72

Figure 62:tat du Tx Power aps optimisation ................................................................... 73

Figure 63: tat du BLER avant optimisation ........................................................................ 73 Figure 64:tat du BLER aps optimisation ........................................................................... 74

Figure 65 : les venements du call avant et aprs optimisation ..................................... 74

Figure 66: Call drop avant optimisation .............................................................................. 75

Figure 67: Plus de call drop aprs optimisation ................................................................. 75

Liste des tableaux


10/79


9

Tableau 1:Interfaces en UMTS ............................................................................................... 24

Tableau 2: Comparaison entre les valeurs des KPI collectes et celles fournies par INWI ............................................................................................................................................................... 63

Tableau 3: Valeurs des tils avant et aprs intervention ................................................... 65 Tableau 4: valeurs des KPI avant et aprs optimisation ................................................... 76

Liste des quations :

quation 1: Calcul du Call Drop Rate dans le RNC ............................................................. 44

quation 2: Calcul du Call Drop Rate dans la cellule ........................................................ 44


11/79


10

Introduction gnrale

Le secteur des tlcommunications a jou un rle dynamique dans ledveloppement de toutes les activits conomiques du pays. Il a connu une volutionremarquable depuis lindpendance. Avec la saturation des rseaux 2G et leurslimites en matire de dbit et services, et avec le progrs qua connu la technologie

du traitement de signal, les acteurs du domaine de tlcommunication ont tamens penser une troisime gnration reprsent par la norme UMTS (UniversalMobile Tlcommunications System) 3G qui a apport une amlioration du dbit

susceptible de supporter les nouveaux services avec une bonne qualit de voix et dedonne. Toutefois, avec la demande excessive et laugmentation du nombredabonns, il sest montr que cette gnration nchappe pas aux failles. Il fallait

donc pousser le dveloppement pour augmenter la capacit.

En tant que fournisseur des quipements de tlcommunication, Huawei a tlu par loprateur client INWI pour mener lopration doptimisation de son rseau

3G. Cest dans cette perspective que sinscrit mon projet de fin de semestre effectuau sein du dpartement RNP/RNO Radio Network Planning/Optimization . Sonobjectif est de maitriser les concepts doptimisation Radio et les mettre en pratique.

L'optimisation des rseaux d'accs radio devient, pour un oprateur, un enjeufondamental permettant d'conomiser ses investissements, de rduire le nombre desites dployer, et de garantir une bonne qualit de service aux utilisateurs. Unefois le rseau est oprationnel, loprateur doit veiller sur son bon fonctionnement.

Dans mon projet je prsenterai une tude sur la technologie 3G. Ensuite,jaborderai dans le second chapitre ltude du processus doptimisation radio avant

dillustrer une tude de cas pour une zone de CASABLANCA dans un troisime

chapitre.


12/79


11

Chapitre 1 :

Prsentation de lentreprise daccueil & Contexte

du Projet


13/79


12

IntroductionDans cechapitre je vais mintresser la prsentation de manire gnrale

du contexte de travail dans lequel a t ralis ce projet de fin danne.

Je commencerais tout dabord par un aperu de lenviro nnement de stagequi est huawei Technologies. Je poursuivrais ensuite par une description du projetde fin danne et de ses objectifs.

I. Prsentation de lorganisme daccueil

I.1. Huawei Technologies

Huawei Technologies Co. Ltd. ( , Huwei Jshu YouxinGongsi) est une entreprise prive fonde en 1988. Son sige social se trouve Shenzhen en Chine. Elle est le leader mondial fournisseur de solutions dans le secteurTechnologies dinformation et communication (TIC). Le groupe est d'abord devenuun fournisseur dominant en Chine, avant de se lancer la conqute des marchsinternationaux. 70 % du chiffre d'affaires est aujourd'hui l'international, avec 14administrations rgionales, oprations dans plus de 140 pays et fournissent 45 des 50premiers oprateurs, et plus de 150.000 salaris avec plus de 150 nationalits travers le monde, dont 73% recrutes localement. En 2010, Huawei devient ledeuxime fournisseur mondial en rseaux et tlcommunications, derrire Ericssonet devant Nokia Siemens Networks, Alcatel-Lucent, et Cisco Systems

Figure 1: Prsence mondiale de Huawei


14/79


13

I.2. Valeurs fondamentales :

Les valeurs fondamentales de Huawei sont profondment enracines danschaque aspect de son activit. Ils sont la force motrice qui permet lentreprise de

fournir des services efficaces leurs clients et raliser sa vision Enrichir notrevie par la communication .

Le client est Roi :

Chaque entreprise doit se fixer comme objectif de fidliser sesclients. Cest leprincipe sur lequel Huawei se base pour crer une relation de confiance et uneadquation entre l'offre propose et les besoins du client.

Dvouement :

Huawei gagne le respect et la confiance des clients principalement grce leurdvouement. Cela comprend tous les efforts quelle fai t pour crer de la valeur pourles clients et d'amliorer ses capacits. Elle apprcie les contributions des employset les rcompense en consquence.

Amlioration continue :

Les exigences du client sont croissantes, cela oblige Huawei dtre soncoute, innover constamment, augmenter la qualit des produits et ses services.L'volution des besoins du client impose donc Huawei d'tre en rechercheperptuelle de l'excellence.

Ouverture et Initiative :

Elles manifestent la volont d'tre en permanence en veille sur les solutions,en recherche d'innovations et de nouveaux quipements. Elles exprimentlagilit deHuawei, sa capacit douvrir une voie originale vers le succs.

Intgrit :

L'intgrit est une valeur fondamentale et essentielle assurant le succs deHuawei et inspire le respect qui permet dtablir la confiance avec ses clients.

Travail en quipe :

Cest lun des outils les plus efficaces pour lentreprise Huawei. Il permet sonpersonnel de partager des ides, des valeurs, ainsi davoir la culture delorganisation, pour des objectifs communs et un intrt gnral.


15/79


14

I.3. Produits Huawei Technologies :

En 2011, Huawei est devenu un fournisseur des solutions de bout en bout entechnologies de l'information et de la communication (TIC) travers ses units

commerciales des tlcommunications, de lentreprise et de gestion despriphriques :

i. Groupe des produits de tlcommunication : Huawei approvisionne 45 des50 principaux oprateurs mondiaux de tlcommunications avec sa gamme varie deproduits et de solutions (Rseaux daccs et rseaux cur mobiles, systmesdexploitation et de maintenance.

Ces solutions qui prennent en charge le trafic des donnes de rseaupermettent aux transporteurs de simplifier leurs rseaux et de raliser des mises niveau technologiques, tout en permettant des dploiements rapides, une

rationalisation des oprations, et une baisse des dpenses de rseau.ii. Groupe de produits des solutions dentreprise : Huawei fournit des

solutions et des services TIC hautement efficaces, y compris l'infrastructure rseau,le cloud computing et la scurit des informations d'entreprise (Firewall, Systme dedtection et de prvention dintrusion, VPN). Parmi les clients de Huawei, lon peutcompter des entreprises spcialises dans divers domaines tels que la finance,l'ducation, les transports, l'nergie, les entreprises commerciales et les fournisseursde services Internet.

iii. Groupe de produits de gestion de priphriques : Au service de plus de500 oprateurs dans le monde entier, le groupe de gestion de priphriques Huaweioffre une suite de tlphones mobiles, dappareils mobiles large bande et dedispositifs domestiques conviviaux afin d'encourager les consommateurs vivrel'exprience Internet mobile. Huawei est appele devenir l'une des plus grandesmarques de tlphonie mobile au monde d'ici 2015.

I.4 HUAWEI au Maroc :

Lanne 2004 a vu lenregistrement de Huawei technologies MOROCCO SARL qui

emploie plus de 400 employs dont 70 % de Marocains. La firme compte dans sonportefeuille clients de grands oprateurs nationaux dont MAROC TELECOM, WANACORPORATE, et MEDITEL. Elle a implant plus de 200 projets en tlcommunicationsau Maroc.

En 2010, la filiale marocaine a ralis 200 millions de dollars en termes derevenu des ventes, dont 80 % grce aux tlcoms. Lobjectif vis est de doubler lesbnfices pour atteindre 400 millions de dollars en 2014.


16/79


15

I.5 Structure de gouvernance d'entreprise

La structure organisationnelle de Huawei Technologies est articule enplusieurs comits et fonctions :

Les actionnaires (Shareholders) : Les actionnaires de Huawei sont l'Unionde Huawei Investment & Holding Co., Ltd (lUnion) et M. Ren Zhengfei.L'Union a contribu de 98,82% du capital total de la socit.

Conseil d'administration et des comits (Board of Directors andCommittees) : Le conseil d'administration (BOD) est l'organe de dcision dela stratgie et de la gestion d'entreprise. Il guide et supervise l'ensemble desoprations commerciales et prend des dcisions sur des questionsstratgiques importantes.

Figure 2:Structure de gouvernance de Huawei Technologies

Comit des ressources humaines (Human Resources Committee) Comit des finances (Finance Committee) Comit des stratgies et de dveloppement (Strategy & Development

Committee) Comit d'audit et de vrification (Audit Committee) Conseil de Surveillance (Supervisory Board ) Rotating CEOs :Le prsident directeur gnrale (CEO) est responsable de la

survie et du dveloppement de l'entreprise. Lauditeur indpendant (Independent Auditor)


17/79


16

Trois groupes daffaires "Business Group" (BG), ragissent dans la structure Business Structure de Huawei technologies :

BG de Support rseau (Carrier Network BG), BG d'entreprise (Enterprise BG), BG de la consommation (Consumer BG)

Les BG de service (SBG) sont des centres de responsabilit qui fournissent unsoutien et des services de bout-en-bout pour les BG. Huawei a tabli cinq SBG : leslaboratoires 2012, les services d'affaires intgrs (IBS), la fabrication(Manufacturing), l'Universit de Huawei, et les services internes de Huawei.

II. Contexte gnral du projet

II.1. Le dpartement RNPO

Vu la nature de mon projet visant loptimisation de la 3G, mon travail a eu lieuau sein du dpartement RNPO (Radio Network Planning and Optimization) qui faitpartie du dpartement technique Wired and Wireless Broadband Access . Il a pourmission de faire le suivi du rseau radio ainsi que la planification et loptimisationdu rseau afin damliorer et de maintenir une bonne qualit de service.

II.2. Problmatique

Ce projet rentre dans le cadre du projet 3G d INWI qui a pour but damliorerla performance du rseau 3G dINWI. La problmatique qui se pose est que les seuilsdes principaux cls de performances du rseau doivent tre respects suivant desdlais fixs par loprateur client. Ces indicateurs de performances KPI (KeyPerformance Indicators) refltent ltat du rseau. Ainsi, loptimisation doit treplus rigoureuse et le suivi du rseau plus rcurrent et dune manire rgulire pourdtecter rapidement les problmes (seuils KPIs non conformes, couverture,qualit,..). Et par la suite analyser les statistiques pour proposer initialement dessolutions pour palier la situation, proposer des Drive-Tests (DTs) dans les rgionsles plus affectes, faire lanalyse des donnes collectes par les DTs basedesquelles des solutions plus pertinentes seront proposes.

II.3. Objectifs

Afin de rpondre la problmatique ci-dessus, des objectifs sont tracs.Lobjectif principal est de faire loptimisation dune zone gographique deCASABLANCA pour amliorer la qualit de service selon les exigences imposes parINWI. Ma contribution au projet consiste :

- Suivi des DT.- Analysedes sites 3G dINWI. - Proposition de solutions.


18/79


17

Le but est damliorer la qualit de service. Ainsi une comparai son va se faireentre ltat du rseau avant et aprs loptimisation.

II.4. Diagramme de Gantt

Parmi les outils de planification de projets, je me suis servie du diagramme deGANT, cest un outil qui permet de planifier le projet et de rendre plus simple lesuivi de son avancement. Cediagramme permet aussi de visualiser lenchainementet la dure des diffrentes tches. Ci-dessous un tableau regroupant lensemble destches accomplir lors de ce stage et qui sont ralises grce loutil GanttProject :

Conclusion

Au travers de ce chapitre, jai fait un bref tour dhorizon de lenvironnementdans lequel ce projet a t ef fectu, en prsentant essentiellement lorganismedaccueil. Jai prsent, par ailleurs, lensemble du sujet ainsi que des diversestapes projetes de faon chronologique afin de mener bien le projet.

Le chapitre suivant, portera sur des gnralits sur la technologie UMTS, en se focalisant sur le rseau daccs radio et ces principales caractristiques.

Figure 2:Diagramme de GANTT


19/79


18

Chapitre 2

Gnralits sur la technologie UMTS


20/79


19

Introduction

Les rseaux ont pour fonction de transporter des donnes dune machineterminale une autre. Une srie dquipements matriels et de processus logiciels

sont mis en uvre pour assurer ce transport, depuis les cbles terrestres ou les ondesradio dans lesquelscirculent les donnes jusquaux protocoles et rgles permettantde les traiter.

Dans ce chapitre, je vais parler des gnralits relatives aux conceptsthoriques de lUMTS, en dtaillant notamment son architecture.

I. Prsentation sur la norme UMTS

I.1. Le rseau UMTS

Le rseau UMTS Universal Mobile Telecomminications System permetdajouter les fonctionnalits Multim dia soit de nouveaux services en mode paquets. L'UMTS repose sur la technique d'accs multiple WCDMA Wideband Code DivisionMultiple Access . Cest une technique talement de spectre, alors que l'accsmultiple pour le GSM se fait par une combinaison de division temporelle TDMA TimeDivision Multiple Access et de division frquentielle FDMA Frequency DivisionMultiple Access .

I.2. Objectif de lUMTS

Afin de rpondre aux besoins, les diffrents objectifs suivants ont t fixs pourlUMTS dans le cadre des travaux dtude et de normalisation en Europe et sur leplan mondial. Tout dabord lUMTS doit supporter des services multimdias largebande qui peuvent atteindre un dbit de 2Mbits/s. Il doit, en plus, assurer unecompatibilit avec les systmes 2G en termes de services offerts aux usagers.

Lobjectif le plus intressant est dassur le International Roaming quiconsiste offrir un service de mobilit universelle, dpassant les limitations dues la multiplicit des systmes et des rseaux. Et donc la couverture de lUMTS seramondiale.

I.3. Couverture globale de lUMTS

La couverture globale de la plante s'organise en une structure cellulaire quiassurera l'itinrance mondiale selon une rpartition hirarchise pico , micro etmacro-cell . La composante satellitaire sert pour le roaming mondial et pourcomplter la couverture assure par lUTRAN.

Pico-cellules : Le rayon de service est de quelques dizaines de mtres.Lutilisateur pour bnficier dun taux de transfert de 2 Mbits/s ne pourra passe dplacer plus de 10 km/h.


21/79


20

Micro-cellules : Lutilisateur pourra encore bnficier dun taux de transfertde 2 Mbits/s en mobilit rduite et de 384 Kbits/s en mobilit moyenne et unecouverture de 500 m est simule.

Macro-cellules : Le dbit varie de 144 Kbits 384 Kbits en fonction de lamobilit moyenne ou leve (vitesse maximale du client : 120Km/h).

Cellules rurales : Une antenne peut couvrir un rayon de 8 Km mais le dbitsen retrouv rduit 144 Kbits, ces cellules serviront relier les macro -cellules entre les localits.

Figure 3: Couverture en UMTS

I.4. Classes de service :

Les classes de service sont dfinies selon deux contraintes : le dlai de transfertet la tolrance aux erreurs de transmission. Suivant ces contraintes, quatre classesde service sont offerts :

Classe conversationnelle (Phonie, Visio, jeux interactifs). Ce sont desapplications contrainte temps rel.

Classe streaming (coute de programmes vido, audio, transferts FTP ouimages). Elle concerne les donnes sensibles aux erreurs de transmission.

Classe interactive (navigation web, e-commerce..)

Classe background (e-mails, SMS, FAX).


22/79


21

Figure 4: Classes de services

1.5. Architecture du rseau UMTS :

Larchitecture dun rseau UMTS est divise en trois entits principales selonles spcifications du groupe de normalisation 3GPP. La premire correspond au

rseau daccs radio UTRAN ( UMTS Terrestrial Radio Access Network) , la seconde aurseau cur CN (Cur Network) et la troisime lquipement terminal UE (UserEquipement).

Figure 5:Architecture globale du rseau UMTS


23/79


22

L'utilisateur UMTS est quip d'un UE (User Equipment) qui se compos duMobile Equipment (ME) correspondant au combin tlphonique (terminal mobile) etla carte USIM (UMTS Subscriber Identity Module). Le rle de l'USIM est semblable celui de la carte SIM en GSM. Elle enregistre les identits de l'abonn telles que :

IMSI, TMSI, les donnes de souscription, la cl de scurit (Ki) et les algorithmesd'authentification et de gnration de cl de chiffrement.

L'UE peut se rattacher simultanment aux domaines circuit(MSC) et paquet(SGSN) et peut alors disposersimultanment dun service GPRS et dunecommunication tlphonique.

Le domaine delinfrastructure se compose de deux domaines :

-Le rseau daccs UTRAN fournit lquipement usager les ressou rces radio et les

mcanismes ncessaires pour accder au cur du rseau et acheminer lesinformations (trafic de donnes et trafic de signalisation). Il est compos:dune ouplusieurs stations de base (appeles NodeB), des contrleurs radio RNC (RadioNetwork Controller) et des interfaces de communication entre les lments.Cest laplus importante innovation de lUMTS. Nous la verrons plus en dtail dans laprochaine partie.

-Le domaine du rseau cur regroupe les fonctions permettant, la gestion desappels, litinrance, la scurit et la communication avec les rseaux externes. Il permet lusager de communiquer lintrieur dun mme rseau de tlphoniemobile et assure linterconnexion de ce dernier avec des rseaux internes ouexternes, fixes ou mobiles, numriques ou analogiques.

I.6. Organisation temporelle et frquentielle de la norme UMTS :

Les figures 7 et 8 prsentent l'allocation de spectre pour lUMTS :La division duplex dans les bandes dites "appaires", c'est dire 2 x 60 MHz, est

frquentielle. L'cart duplex vaut 190 MHz. On utilise dans ces bandes un accs W-CDMA. La division duplex dans les bandes dites "non appaires", c'est dire 20 MHzet 15 MHz, est temporelle. Nous utilisons dans ces bandes un accs TD-CDMA.

Figure 6: bandes appaires


24/79


23

Figure 7: bandes non appaires

L'organisation temporelle de l'UMTS est base sur une super trame de 720 ms,comportant elle-mme 72 trames de 10 ms. Chaque trame de 10 ms est divise en15 slots de 667 s, cette organisation est prsente par la figure suivante :

Figure 8: Structure de trame UMTS

II. Principe de lUTRAN

LUTRAN signifie rseau daccs rad io terrestre universel. Il est en charge ducontrle et de la gestion des ressources radio et permet lchange dinformationsentre le terminal mobile et le rseau cur via les interfaces Uu et Iu. Cependant, ilest charg dautres fonctions :

Mobilit : Une estimation de la position gographiqueest possible laidedu rseau daccs UTRAN.

Gestion des ressources radio : Le rseau daccs est charg dallouer et demaintenir des ressources radio ncessaires la communication.

Synchronisation : Il est aussi en charge du maintien de la base temps de rfrencedes mobiles pour transmettre et recevoir des informations.

Scurit : Il permet la confidentialit et la protection des informationschanges par linterface radio en utilisant des algorithmes de chiffrement etdintgrit .


25/79


24

II.1. Les lments de lUTRAN :

Le rseau daccs UTRAN est compos de plusieurs lments : une ou plusieursstations de base (appeles NodeB), des contrleurs radio RNC (Radio Network

Controller) et des interfaces de communication entre les diffrents lments durseau UMTS.

II.1.1. NodeB:

Le rle principal du NodeB est dassurer les fonctions de rception et detransmission radio pour une ou plusieurs cellules du rseau daccs de lUMTS avecun quipement usager.

Cest une antenne qui joue le rle du BTS pour le GSM. Il gre la couchephysique de linterface radio. Il rgit le codage du canal, l'adaptation du dbit etl'talement. Ils communiquent directement avec le mobile.

II.1.2. Les interfaces :

Les principales interfaces des quipements UMTS sont dfinies au niveau dutableau 1.

Tableau 1:Interfaces en UMTS

Linterface radio de lUTRAN est structure en couches en se basant sur lestrois premires couches du modle OSI, notamment la couche physique, la coucheliaison de donnes et la couche rseau.


26/79


25

Figure 9 : couches de linterface radio

Niveau 1 : La premire couche reprsente la couche physique de linterfaceradio qui ralise notamment : codage canal, modulation, contrle de puissance.

Niveau 2 : La deuxime couche est divise en plusieurs sous couches :

MAC(Medium Access Control) a pour rle :-Multiplexage de diffrents flux de donnes issus dun mme utilisateur sur un

canal de transport unique.-Multiplexage de flux de donnes issus dutilisateurs diffrents sur un canal de

transport commun.

RLC(Radio Link Control) permet la fiabilit du transport des donnes entredeux quipements du rseau point point .

PDCP(Packet Data Convergence Protocol ) a deux fonctions principales :-Assurer lindpendance de lUTRAN vis vis des protocoles de transport

rseau. Cette indpendance permettra de faire voluer les protocoles rseau sansmodification des protocoles radio de lUTR AN.

-Compression den -tte.

BMC(Broadcast / Multicast Control) est en charge de la diffusion de messagesur linterface radio.

Niveau 3 : La 3me couche ou couche RRC (Radio Resource Control) :-Elle gre les ressources radio lors de ltablissement ou de la libration de la

communication.-Elle dispose de fonctions de contrle de lensemble des couches.


27/79


26

-Elle est analogue la couche RR du GSM (mais couvre domaine circuit etdomaine paquet).

II.1.3. RNC :

Le RNC contrle et gre les ressources radio en utilisant le protocole RRC(Radio Ressource Control) pour dfinir les procdures de communication entremobiles et le rseau. Il sinterface avec le rseau pour les transmissions en modepaquet et en mode circuit.

Le RNC est directement reli un Node B, il gre alors :

Le contrle de charge et de congestion des diffrents Node B ;

Le contrle dadmission et dallocation des codes CDM A pour les nouveauxliens radio. Le contrle de puissance en boucle externe et le contrle du handover. Le squencement de la transmission de donnes en mode paquet. La combinaison/distribution des signaux provenant ou allant vers diffrents

nuds B dans u ne situation de macro diversit.

Il existe deux types de RNC :

Le Serving RNC : RNC de service qui sert de passerelle vers le rseau etgre les connexions radios avec le mobile et sert de point de rattachement auCoreNetwork via linterface Iu (voir la figure suivante) . Il contrle et excute lehandover.

Le Drift RNC : RNC de Dport qui a pour fonction principale le routagedes donnes. Sur ordre du Serving RNC, il gre les ressources radios des stations debase qui dpendent de lui. Il effectue aussi la recombinaison des liens lorsque, dufait de la macro-diversit, plusieurs liens radios sont tablis avec des stations debase qui lui sont attaches. Et enfin, il route les donnes utilisateurs vers leServing RNC dans le sens montant et vers ses stations de base dans le sensdescendant.

Figure 10:Serving et Drift RNC


28/79


27

II.2. La technique daccs WCDMA

Dans les diffrents forums de normalisation, la technique WCDMA s'est rvletre celle qui a t adapte le plus largement pour l'UMTS. Afin de comprendre lesconcepts du WCDMA, il est important de comprendre la technique du CDMA.

Le CDMA (Code Division Multiple Access) est une technique d'accs multiplegrce laquelle plusieurs utilisateurs peuvent communiquer en mme temps enexploitant la mme bande de frquences. La distinction entre chaque utilisateur sefait par codes connus exclusivement de l'metteur et du rcepteur.

C'est ce mode, plus prcisment le WCDMA qui est retenu pour le rseau d'accsradio de l'UMTS. Il est dit " large bande" avec une largeur de bande de 5 MHz.

Le signal passe dudbit donne Dd au dbit chips Dc et voit ainsi son spectrelargi dans la mesure o on utilise une squence proche de l'alatoire. Cette dernireest utilise de manire priodique. Le rapport L = Dc /Dd peut tre interprtcomme unfacteur ou un gain d'talement (figure suivante).

Figure 11: L'talement de spectre

En rception, pour rcuprer l'information, le rcepteur doit effectuer la mmeopration : il gnre la mme squence d'talement et la multiplie par signal reu.Les donnes codes par cette squence sont restaures.

Les avantages du WCDMA sont :


29/79


28

- Un gain de traitement plus lev. En effet, en largissant la bande, le signalest moins sensible aux interfrences. Cela permet aussi d'accrotre le nombred'utilisateurs prsents dans une cellule.

- Hauts dbits (allant jusqu 2 Mbit/s). - Dbit variable (bande passante la demande).- Coexistence des systmes 2G et 3G.- Coexistence des modes FDD et TDD.

II.3. Codes utiliss dans lUTRAN

Les donnes dans lUTRAN subissent deux codages avant dtre transmises. Ontrouve le code de canalisation et le code dembrouillage.

Figure 12:Mcanisme de scrambling

Codes de canalisation : (Channelization Codes)

Les codes de longueurs variables aussi appels, codes de canalisation sontutiliss pour raliser ltalement de spectre.

Chaque utilisateur possde un code, il est donc ncessaire de navoir aucuneinterfrence entre ceux-ci. Pour cela, nous utilisons ces codes qui sont orthogonauxafin de modifier le facteur dtalement et de conserver lorthogonalit des diffrentscodes dtalement. Ces codes sont dfinis par un arbre OVSF o chaque nud possde 2 fils.

Les codes des 2 fils sont issus du code de leur pre commun, c'est--dire queleur code est compos par le code du pre et de son complmentaire. Larbre descodes OVSF ainsi cr peut tre reprsent sous la forme de la matrice de Hadamard.

Larbre ci -dessous, nous montre la relation entre le facteur dtalement et lenombre de codes disponibles pour un talement donn. Le facteur dtalement SFdtermine la longueur du code.Dans un tel arbre, il nest possible dutiliser tous les codes OVSF simultanment.Pour une branche, les codes ont une relation entre eux, ce qui empche lutilisationdautres codes lorsque lun dentre eux est utilis.


30/79


29

Figure 13: Utilisation des codes OVSF

Les codes OVSF sont utiliss pour les transmissions synchronises, (les liaisonsdescendantes), puisquil y a une seule source (le NodeB). Les codes OVSF distinguentles diffrents mobiles dans une mme cellule.

Codes dembrouillage (Scrambling Codes) :

Les codes dembrouillages sont des squences de GOLD complexes. Ilsinterviennent aprs la phase de spreading et sont utiliss pour sparer MS ou BS lesuns des autres. Achaque scrambling code est associ la totalit dun arbre OVSF. Ilsagit de multiplier le signal tal chip chip par une squence de scrambling.

Pour la voie descendanteLes signaux venant du NodeB vers les mobiles prsents dans sa cellule, sont des

signaux synchroniss venant de la mme source (NodeB). Donc chaque mobile sedoit attribuer un code dtalement OVSF. Le rseau utilise tous les c odesdtalement possibles , et ch aque cellule utilise un code dem brouillage particulier,ce qui permet de diffrencier les cellules entre elles.

Pour la voie montanteLes diffrents signaux venant des UE vers le NodeB sont des signaux nonsynchroniss et ils peuvent tre spars par des codes dem brouillage, puisque cesderniers prsentent bonnes proprits dinter corrlation mme en cas des so urcesnon synchronises. Chaque mobile sevoit allouer un code dem brouillage diffrentparmi les codes disponibles. Et on voie descendante on spare les canaux dun mme utilisateur par des codes OVSF.


31/79


30

II.4. Canaux de lUTRAN

En termes de couches protocolaires, linterface radio WCDMA comporte 3types de canaux : les canaux logiques, les canaux de transport et les canaux

physiques. Les canaux logiques sont dfinis de faon rpondre la question : queltype dinformation sera transmis. Les canaux de transport dcrivent comment etavec quelles caractristiques les donnes seront transmises sur linterface radio. Lescanaux physiques quant eux fournissent les ressources relles de transmission.

II.4.1. Canaux logique

Les canaux logiques correspondent aux diffrents types dinformationsvhiculs par lesprotocoles radio de lUTRAN. Ce sont en fait les canaux offerts aux

couches utilisatrices de niveau 2de linterface radio, entre les couches de protocoleMAC et RRC. Ils sont rpartis en deux groupes :

Les canaux logiques de contrle : utiliss pour transfrer les informations duplan de contrle. Ce type de canaux est divis en deux parties :

Les canaux communs : Ce sont les canaux qui relient un point plusieursautres points

Les canaux ddis : Ce sont les canaux qui relient un point un autre

Les canaux logiques de trafic : Ce sont des canaux utiliss pour le transfertdinfo rmation usager. Il y a deux canaux logiques de trafic :

Les canaux communs : Connexion point multipoints. Les canaux ddis : Connexion point point.

II.4.2. Canaux de transport

Un canal de transport est un service offert par la couche physique la couche

MAC pour letransfert dinformations. Ils nexistent pas en GSM et GPRS. Ces canauxsont classs en trois catgories :

Les canaux communs : Ce sont des canaux point multipointunidirectionnels utiliss pour le transfert dinformations dun ou de plusieursUE.

Les canaux ddis : Ce sont des canaux point point ddis un seul UE(notamment le DCH). Ce type de canal existe dans les deux sens de la liaisonet transporte des donnes.

Les canaux partags : Il en existe un seul qui est le DSCH, utilis uniquementsur la voie descendante en association avec un ou plusieurs canaux ddis. Ilest partag par diffrents utilisateurs et transporte des donnes de contrleou de trafic.


32/79


31

II.4.3. Canaux physiques

Ils sont caractriss par les codes de canalisations et dem brouillage, et une

paire de porteuses.Nous commencerons par les canaux ddis de la voie montante et ceux de la

voie descendante. Puis, nous verrons les canaux communs.

Canaux physiques ddis de la voie montante

-Le canal physique ddi aux donnes DPDCH (Dedicated Physical Data CHannel) : Il achemine les informations du canal de transportDCH.

-Le canal physique ddi de contrle DPCCH (Dedicated Physical ControlCHannel) :il vhicule les informations de contrle ou de signalisation gnre parla couche physique.

Dans une mme liaison radio, il peut y avoir zro, un ou plusieurs DPDCH ettoujours un seul et unique DPCCH.

Canaux physiques ddis de la voie descendante

la diffrence de la voix montante, il existe un seul type de canal physiqueddi dans la voie descendante appel DPCH (Dedicated Physical CHannel). Ilachemine l information du canal de transport DCH, cette information qui peut tredu trafic de donnes ou de contrle gnr par les couches suprieures. Il transportegalement de linformation de contrle engendre par la couche physique elle -mmeet, de ce fait, i l peut tre considr comme le multiplexage temporel dun canalphysique de donnes ddi (DPDCH) et dun canal physique de contrle ddi(DPCCH). Chaque DPCH possde un code de canalisation diffrent. Par contre, lemme code dembrouillage est appli qu tous les DPCH impliqus.

Canaux physiques communs

Dans le cadre de mon tude, je vais citer uniquement trois canaux physiques

communs sur la voie descendante :-Le PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel): supporte le DSCH lors de lenvoide trafic de donnes haut dbit vers un ou plusieurs quipements usagers situsdans une mme cellule. Plusieurs utilisateurs peuvent se partager ce canal desmoments diffrents. Ceci est particulirement prcieux pour lUTRAN dans dessituations o les codes de canalisation dont dispose la cellule se font rares.

-Le CPICH (Common Pilot CHannel) : Le CPICH peut tre considr comme un canal balise dont les terminaux mobiles se servent, entre autres, pour estimer la qualitdu canal de propagation.La prcision de cette estimation permet damliorer les performances destechniques de dtection mises en place la rception, pour rcuprer linformation


33/79


32

binaire transmise par le biais des canaux physiques ddis et communs de la voiedescendante.

-Le SCH (Synchronization CHannel) : Il permet aux stations mobiles de sesynchroniser avecle rseau et de rcuprer le code dembrouillage spcifique lacellule courante. Il ne transporte pas dinformations des couches suprieures et ilnest associ aucun canal de transport.

III. Handover en UMTS

Le Handover joue un rle fondamental dans les rseaux WCDMA et surtout pourle RNO, il permet de mettre en uvre une couverture sans faille et d'amliorer laqualit de la communication. Le processus consiste ce qu'un terminal mobilemaintienne la communication en cours, lors de son dplacement quand il est amen changer de cellule. Le rseau doit veiller assurer le plus efficacement le passageentre lanc ienne cellule et la nouvelle.

En UMTS, le Handover contient le soft Handover et le hard Handover. Le softHandover se divise en soft et softer Handover et le hard Handover se divise sontour en intra-frquence, interfrquence Handover et Inter-RAT Handover.

III.1 Soft/Softer Handover

Contrairement aux systmes 2G GSM o le passage dune cellul e vers une autreoccasionne une coupure brutale de la communication entre le mobile et le rseauconnu sous le nom drop before make , les systmes 3G UMTS permettent unmobile de maintenir le lien radio avec au moins une cellule avant de rompre laconnexion courante make-before-drop . Pour ce faire, deux types de handoversexistent : Soft Handover et Softer Hanodver.

Durant le soft Handover, le terminal mobile se trouve dans la zone decouverture commune deux Node B. Les communications entre le terminal mobileet les Node B utilisent simultanment deux canaux radio, un pour chaque Node B.Dans ce cas les signaux reus par les Node B sont routs et combins au niveau duRNC. Cela permet au RNC de slectionner la meilleure trame reue.

Cette procdure permet de diminuer le taux d'chec du Handover aux bordsdes cellules puisque elle se fait sans interruption de la communication et amlioresignificativement la qualit de signal.

Le softer Handover est la situation dans laquelle une seule station de basereoit les signaux d'un seul utilisateur partir de deux secteurs qu'ils desservent. Lescommunications avec le Node B empruntent simultanment deux canaux radio, unpour chaque secteur.


34/79


33

Les signaux provenant du terminal sont reus par les deux secteurs du Node Bet routs vers le mme rcepteur de Rake. Les signaux sont ainsi combins au niveaudu Node B.

Figure 14:Mcanisme du softer/soft Handover dans lUMTS

A ces deux types de handover, il faut ajouter le hard handover.

III.2. Hard handover :

Le hard Handover se produit lorsque l'UE libre la liaison radio d'origine, puismet en place une nouvelle, ce qui cause une interruption temporaire decommunication.

Figure 15:Le Mcanisme du hard Handover dans lUMTS

Le hard Handover est subdivis en intra-frquence Handover, inter-frquenceet inter-systme Handover.

III.2.1 Hard handover intra-frquences


35/79


34

Pendant le transfert, UE ne dispose que dun e liaison radio avec une cellule. Ilfaut teindre la liaison radio avec la cellule d'origine, puis configurer une autre avecla cellule cible. La frquence de la cellule source et la cellule cible sont identiques.

III.2.2 Hard handover inter-frquences :

Ce type de handover arrive lors du passage dune frquence F1 a une autrefrquence F2 dans le mme systme WCDMA. Si la frquence de la cellule d'origineet cible sont diffrentes, le soft handover n'est pas possible.

Dans un systme WCDMA FDD, l'UE envoie et reoit des signaux en permanencedans les canaux de liaison montante et de liaison descendante. Si l'UE a besoin dansce cas de mesurer la force de signal pilote d'une cellule WCDMA ou GSM, et il aseulement un rcepteur mono-frquence, l'quipement d'utilisateur doit utiliser la

technique du mode compress.

III.2.3 Hard handover inter-Systme:

Cest le passage dune technologie une autre (WCDMA/ GSM 900/1800). Unnouveau canal est attribu dans un autre rseau mobile que celui qui est charg dela MS.

IV. Contrle de puissance

Le contrle de puissance est la plus importante technique utilise pour lessystmes WCDMA connus par leurs sensibilits aux interfrences.

En UMTS, on trouve deux types de contrle de puissance qui fonctionnent enparallle. Le premier type est le contrle de puissance en boucle ouverte qui estappliqu lors de laccs initial au rseau. Le deuxime dit en boucle ferme quipermet dajuster la puissance de faon dynamique et rapide tout au long de laconnexion.

IV.1 Contrle de puissance en boucle ouverte (Open Loop PowerControl) :

Le contrle de puissance Open-Loop est utilis en lien montant pour les canauxDPCCH et PRACH et en lien descendant pour les canaux DPCDH.

LUE estime laffaiblissement de parcours en mesurant les signaux du canal enDonwlink, puis calcule la puissance d'mission du canal en Uplink.
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_t%C3%A9l%C3%A9phonie_mobilehttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mobile_Stationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Mobile_Stationhttp://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_de_t%C3%A9l%C3%A9phonie_mobile


36/79


35

LUE continue envoyer des prambules au RNC jusqu rception dun AICH(accus de rception) avec indication positive. Et chaque fois lUE augmente lapuissance du prambule.

Figure 16: Controle de puissance en boucle ouverte via PRACH

VI.2 Contrle de puissance en boucle ferme (Closed LoopPower Control) :

Le contrle de puissance en boucle ferm est subdivis en deux classes, interneet externe.

VI.2.1 contrle de puissance en boucle interne :

Ce mcanisme est appliqu sur les canaux ddis DPCCH et DPDCH

En Uplink :

Figure 17: Le mcanisme du contrle de puissance en boucle interne en Uplink

Le NodeB mesure le SIR et le compare avec le SIRtar si :


37/79


36

SIRmea>SIRtar : il gnre TPC=0 SIRmea BLERtar =>augmenter le SIRtarg

Si BLERmeas< BLERtar =>diminuer le SIR targ


38/79


37

Il est appliqu seulement sur les canaux ddis pour le lien montant seulement.

Figure 19:Le mcanisme du contrle de puissance en boucle externe

Conclusion :

On a vu dans ce chapitre des gnralits de lUMTS, dire : son objectif, sonarchitecture, la technique daccs et les canaux quil utilise, le handover et lecontrle de puissance. Cela constitue la base de toute tude de la technologie 3G.

Ce nest quaprs cette tape quon pourrait dfinir les problmes rencontrsen 3G et le processus de loptimisation de cette dernire. Cest le sujet du chapitrequi suit.


39/79


38

Chapitre 3 : Le Processus dOptimisation


40/79


39

Introduction :

Dans ce chapitre je vais tudier le processus doptimisation, je dtaillerai parla suite les deux mthodes utilises pour la collecte des donnes que a soit lesstatistiques (KPIs) ou les Drives-Test.

I. Le processus doptimisation

Loptimisation des rseaux mobiles constitue un enjeu important pour lesoprateurs car elle leur permet la fois de minimiser les cots et de garantir unequalit de service optimale pour satisfaire le besoin des clients. Loptimisation esteffectue une fois les sites sont bien installs et oprationnels ou bien 80% du nombretotal des sites dans un cluster sont construits. Elle se base sur plusieurs tapescomme montre le schma suivant :

Figure 20: schma doptimisation

La 1re phase a comme but de collecter les donnes. Cette collecte regroupeles informationsrcupres partir de lOMC -R (Operation and Maintenance CenterRadio), les statistiques concernant le trafic et les donnes de couverture et dequalit partir des Drive-Tests.

La 2me phase du processus consiste analyser les donnes pour dtecter et

localiser les problmes de couverture, pilot pollution et ceux du Handover.


41/79


40

La 3me phase permet de superviser et d analyser les performances traversles statistiques pour dfinir les zones et les sites sur lesquelles loptimisation s eraeffectue.

La dernire phase consiste proposer des actions entreprendre afindamliorer les performances concernant la modification des paramtres tel que le

tilt, la haute ur et lazimut des quipements.Si les rsultats sont satisfaisants, un rapport est rdig sinon la procdure doit

tre rpter p our trouver dautres solutions. Le choix de la mthode utilise pour lacollecte de donnes comprend deux types : le Drive-Tests et les indicateurs clefs deperformance.

I.1. Drive-Test

Le Drive-Test est une partie essentielle du processus doptimisation, cest la

meilleure manire pour localiser et analyser un problme gographiquement.Il consiste effectuer des tests sur les performances en parcourant les rues

avec une voiture, pour prendre des mesures. Il ncessite :

Un mobile trace : ou plusieurs, chacun est utilis pour faire lesmesures pour untest spcifique afin de ne faire le parcours quune seule fois.

Un rcepteur GPS : dterminer la position gographique pour chaque pointde mesure.

Un ordinateur portable : dot dun outil spcial (GENEX Probe) pourlacquisition et le traitement des donnes rcupres.

Les donnes sont alors enregistres par le software avec un format prcis surun fichier appel Log File et transmit lingnieur radio pour faire lanalyse surun autre GENEX Assistant.

Figure 21: chane de mesure


42/79


41

Selon linformation quon souhaite exploiter lors de loptimisation on distingueentre deux types de drive test effectuer. Le Single Site Verification (SSV) et leCluster drive test.

Les tests qu on peut faire en gnral sont :

Pour la voix :

Appel short call : il sagit des appels courts programms laide de script. Lebut est de tester les problmes lis ltablissement des appels.

Appel long call : le mode du rseau est automatique. On mesure le niveau designal RSCP(Received Signal Code Power) et la qualit du signal laide duparamtre Ec/Io (Rapport Signal sur Interfrence). Ces appels longs vrifient aussiles problmes lis au handover inter-RAT.

Pour les donnes :

Donwload : permet de tester le CQI (channel quality indicator :permet dedonner la qualit du canal ) et le dbit

Upload : permet de tester le dbit

Ping : On se positionne devant a une distance de 100 m. Le logiciel seraconfigur pour lIP Pinging et des sessions FTP dune dure de 15 minutes (10minutes pour le lien montant et 5 minutes pour le lien descendant) pour valider le

dbit.Access : On se positionne devant a une distance de 100 m. Cela concerne le

PDP.

Ensuite on choisit les tests faire selon les besoins.

a) Single Site Verification

Le test SSV est une partie de loptimisation WCDMA qui vise sassurer que lesfonctions de base dun site sont normales , telle s que ltablissement e t la qualitdes appels, le handoveretc.

Cette dmarche consiste excuter un certain nombre de tests qui peuventmontrer des dfaillances au niveau de linstallation.

Pour atteindre ces objectifs, ces tests sont raliss en premier temps pourchaque secteur de la station de base. En se positionnant devant chaque secteur dunedistance qui ne doit pas dpasser les 100 mtres. Ces tests comportent laccessibilitdes appels voix, des appels vido et test du dbit HSDPA. Dans un deuxime tempson effectue des tours autour du site dans un rayon de 100 mtres approximativementpour valuer lopration de handover.

Ces tours sont de nombre de quatre, un en mode idle, deux autre pour lesappels voix et vido et un tour en tlchargement FTP.


43/79


42

Le SSV concerne les tests suivants :

Static Test : on teste le CS laide du SC, et le PS laide du DL, UL, ping, access. Move Test :on teste le CS laide du SC et du LC, et le PS l aide du DL, UL.

b) Cluster drive testA la diffrence du test SSV qui vise valuer les performances relatives

chaque site indpendamment des autres, le cluster drive test sert optimiser lesperformances dun cluster donn afin datteindre les seuils dacceptation dj fixs.La zone concerne par loptimisation est subdivis e des domaines spars appelsclusters. Le drive test consiste parcourir les rues de chacun de ses clusters enenregistrant les informations requises. Cela inclut :

Optimisation de couverture et de capacit. Interfrence et Pilot-Pollution entre les cellules. Les problmes de mobilit.

Il faut noter que les outils utilis lors de ces drives tests sont les mme quepour les tests SSV. Cependant le cluster drive test concerne les tests suivants : LC,SC, MOS (reflte la qualit de la voix) DL , UL

Les lments suivants doivent tre pris en considration durant le drive test :

Les chemins de test doivent tre lintrieur de la couverture,

viter la rptition du mme trajet, Parcourir le plus possible travers les routes prsentant des obstacles, Rouler sur toute la rgion spcifie, Parcourir la rgion dans la mme journe, Essayer de tester avec la mme vitesse (30 50km/h).

I.2. Les indicateurs cls de performances

Les indicateurs cls de performances (Key Performance Indicators, KPIs)permettent de raliser le suivi du rseau WCDMA et valuer les performances,

peuvent tre utiliss pour identifier les sites qui doivent bnficier duneoptimisation ou une amlioration de la capacit.

Les indicateurs cls de performance peuvent tre dfinis comme ensemble dersultats qui mesurent les performances durant les heures charges ou les heuresnormales sur le rseau entier.

En utilisant un outil spcifique, ces derniers sont extraits dans des rapports deformat prdfinis. Ces rapports sont adresss aux groupes cibles spcifiques quipeuvent les employer pour diffrents buts.


44/79


43

I.2.1 RSCP

Figure 22: Le RSCP

Le RSCP (Thereceived signal code power ) cest le niveau de puissance ducanal pilot de la cellule reu. Cest le premier paramtre qui doit tre analys lorsde loptimisatio n RF 3G est le RSCP. Il permet de connaitre les zones qui souffrentde mauvaise couverture.

I.2.2 UE Tx power :

La puissance totale du UE transmise sur un support mesure dans un intervallede temps.

I.2.3 Ec/I0

toute technologie utilise le rapport signal-interfrence. Par exemple, dans leGSM, on utilise C/I.

En rouge, on a un metteur bande troite avec des donnes ou de la voixmodules. Ce signal est tal et transmis. il se propage travers le milieu (air). Dansle rcepteur, le signal est dstal - en utilisant la mme squence qui a t tale- et donc la rcupration du signal bande troite de base.

Figure 23: Les rapport Ec/Io et Eb/No d'un signal


45/79


44

Nous avons Ec/Io dans l'air, qui se propage travers le spectre: nous avons unevaleur ngative pour le rapport du bruit total sur l'nergie (l'nergie est infrieure l'interfrence totale). Elle est mesure l'entre du rcepteur (NodeB, UE, etc).

En ce qui concerne Eb/No, il est dans la bande de base aprs repliement et

dcod pour un seul utilisateur - alors nous avons un montant positif de l'nergie surle bruit total. Elle est mesure la sortie du rcepteur (NodeB, UE, etc).

Une valeur Ec / Io ~ - 10 dB est une valeur raisonnable.

I.2.4 BLER

Le taux d'erreur bloc (BLER) est dfini par le rapport entre le nombre de blocserrons reus et le nombre total de blocs envoys. C est une analyse d'erreurs detransmission sur l'interface radio.

BLER est mesur sparment sur la liaison montante et la liaison descendante,qui est obligatoire, parce que dans UTRAN les donnes de la liaison montante et laliaison descendante en mode FDD sont transmises en utilisant des bandes defrquences diffrentes.

La mesure peut tre rendu compte priodiquement ou si le seuil prdfinid'erreurs CRC sur les chanes de transport de liaison descendante est dpass

I.2.5 CALL DROP RATE

Ce paramtre nous informe sur les coupuresdappel . Il peut tre calcul sur labase des cellules diffrentes et RNC pour les diffrents services

RNC

formule :

%100Re

_ ssSetupSucceServiceRABlease Abnormal ServiceRAB

CDRService

quation 1: Calcul du Call Drop Rate dans le RNC

Ce KPI peut tre utilis pour valuer le rapport de la coupure de l'appel deservices diffrents dans un RNC.

CELL

formule :

%100

Re

Re _

leaseServiceRAB

lease Abnormal ServiceRABCDRService

quation 2: Calcul du Call Drop Rate dans la cellule


46/79


45

Ce KPI peut tre utilis pour valuer le rapport de la chute de l'appel de servicesdiffrents dans une cellule.

I.2.6 CQI

Figure 24: La diffrence entre un haut CQI et un faible CQI

Channel quality information (CQI), informe le scheduler de la BTS sur le dbitde donne que le terminal est capable de recevoir un moment donn. Comme sonnom l'indique, il s'agit d'un indicateur portant l'information sur la faon avec laquellele canal de communication est de bon/mauvais qualit. Cest pour HSDPA.

I.3. Caractristiques dune antenne

Une antenne est caractrise par quelques paramtres qui participe au bon oumauvais fonctionnement de cette antenne. Ce sont ces paramtres que peuventmanipuler les ingnieurs radio afin doptimiser le rayonnement de lantenne, ontrouve par exemple :

L'azimut de l'antenne : cest la direction dans laquelle l'antenne met lamajeure partie de sa puissance. Dans ce cadre, 0 correspond au nord, 90 l'est, 180 au sud, etc.

L'angle d'ouverture vertical : cest l'angle dans le plan vertical dans lequelest mis le plus de puissance. En dehors de celui-ci, la puissance misediminue rapidement.

Le tilt : c est l'angle par rapport au plan horizontal dans lequel l'antennemet le plus de puissance. Il peut tre constitu d'un tilt mcanique et d'untilt lectrique. Le tilt mcanique est 'visible' parce que l'antenne s'inclinephysiquement.


47/79


46

Le tilt lectronique est propre l'antenne et n'est pas 'visible'. Lors des calculs,ces diffrentes donnes sont prises en compte en vue d'arriver un tilt globalcorrect. Une valeur ngative correspond un tilt dirig vers le bas, un tilt positif estdirig vers le haut.

Figure 25 : rglage du tilt des antennes

Dans les rseaux UMTS, un bon positionnement et un bon paramtrage desantennes permettent d'optimiser le rapport C/I sur l'espace de couverture. Le tilt ouencore l'inclinaison peut tre appliqu, dans le but de :

Enlever la couverture insulaire et diminuer l'interfrence. Amliorer la couverture de la rgion proche, aussi couverture d'intrieur

(indoor). Ajuster les frontires cellulaires (pour arranger les zones de Handover).

le tilt mcanique permet d'assurer une meilleure gestion des interfrences.

II. Les problmes doptimisation RF

Ces mesures sont importantes pour valuer la propagation radio et dontlanalyse sert trouver une solution aux problmes rencontrs

II.1. Les problmes de la couverture

Le blocage dappel se produit lorsque les conditions radio sont mdiocres, si onveut analyser le problme de couverture on doit vrifier la valeur du CPICH RSCP etEc|No de la cellule serveuse.

La couverture est classe en quatre niveaux. Pour chaque classe, un seuil pourla valeur du RSCP et celle de lEc|No est prcis.


48/79


47

Figure 26: la couverture classe par niveau

Les problmes qui engendrent les trous de couverture sont :

-Cellule over-shooter : Quand une cellule est la cellule serveuse dans une zoneloigne de sa zone de couverture planifie.

-Pilot pollution : Les interfrences peuvent tre dtecte s dans les zones o lona un bon niveau de signal et une mauvaise qualit.

-Mauvaise configuration et positionnement des antennes .

II.2. Les problmes relatifs au phnomne de pilot pollution

Le problme de pilot pollutionest lexistence de plu sieurs pilotes forts(CPICH)et aucun deux est assez fort pour le considrer le pilote primaire. La pollution piloteexiste si :

le nombre de pilotes qui ont CPICH_RSCP > -100dB sont plus que quatre.

(CPICH_RSCP1st - CPICH_RSCP 4th)< 5dB .On parle du pilot pollution si lon a plusieurs cellules (plus de 3) lActive set .

Figure 27: Phnomne de Pilot Pollution selon le RSCP


49/79


48

II.2.1. Analyse des causes et consquences

Parmi les causes on trouve :

- Une mauvaise distribution des cellules : En raison de la restriction del'emplacement et la complexit de lenvironnement gographique, la distribution decellules peut tre incorrecte. Cela provoque une faible couverture de certaines zoneset la couverture par plusieurs pilotes dans une mme zone.

- Mauvaise hauteur de lantenne : Si une NodeB est construite dans uneposition plus leve par rapport aux btiments voisins, la plupart des rgions voisinesseront en visibilit directe avec la NodeB. Par consquent, ses signaux serontlargement transmis et atteindrons ces rgions.

- Mauvaise configuration de tilt :si les tilts des antennes sont mal ajusts, alorsil y aura plus dinterfrence ce qui cause le pilot pollution.

- Mauvais rglage de puissance CPICH : lorsque les NodeB sont densmentdistribues dans une rgion troite, une augmentation de la puissance de CPICH valargir la zone de couverture plus que celle planifie, causant ainsi le phnomnedu pilot pollution.

- Facteurs ambiants : il sagit des phnomnes ca uss par la topologiegographique et la structure des rues, comme la rflexion.

Le pilot pollution a un impact sur les performances du rseau. Il provoque lesproblmes suivants :

Dtrioration du rapport Ec/Io : lexistence de plusieurs signaux pro voqueune augmentation de linterfrence, ce qu i diminue le rapport Ec/Io.

Ainsi le taux derreur BLER augmente ce qui influence sur la qualit du rseau.

Coupure dappel cause du Handover : labsence du pil ote primaireprovoque une suitedoprati on du handover dans une courte dur. Cela peut causerdes coupures dappel.

II.2.2. Solution des problmes de pilot pollution

Pour rsoudre le problme du pilot pollution on peut procder par :

- Ajustement de lantenne : Cela consiste un changement des paramtres dedirections de lantenne. Notamment, le tilt et lazimut. Ceci change la distributiondes signaux pilotes dans une rgion donne. Si on veut renforcer un pilote duneantenne par rapport aux autres pour quil devienne dominant sur une zone, il suffitdajuster son tilt et azimut vers cette zone et ceux des autres antennes vers dautresdirections. Toutefois cette modification est limite par dautres contraintes afin de

ne pas tomber sur dautres problmes de couverture comme lover -shoot.


50/79


49

- Rglage de la puissance du CPICH :Puisque le pilot pollution est caus parla couverture en un point par plusieurs antennes, une mthode directe pour rsoudrele problme consiste former un pilote primaire en augmentant sa puissance dunepart et en diminuant la puissance des autres cellules dautre part.

- Utilisation de microcellule : Si lajustement de lantenne et la puissance nersout pas le problme on peut recourir limplmentation de microcellule.Lobjectif de cette solution est de couvrir la zone en question par un signal trs fort,ainsi les autres signaux causant le pilot pollution deviennent relativement faible parrapport ce signal.

II.3. Analyse des problmes de Handover

Le Handover 3G-2G est une fonctionnalit importante pour les oprateurs, ilpeut tre une solution pour les problmes de couverture du rseau 3G et mme lorsde sa congestion, son optimisation a un impact important sur les KPIs.

II.3.1. Causes dchec du Handover

Plusieurs raisons peuvent engendrer lchec du Handover 3G -2G :

-Cellules voisines manquantes : Afin de pouvoir transfrer une communicationexistante entre une cellule 3G et une autre GSM, les cellules 2G proches dunestation de base 3G doivent tre identifies. Pour cela, des listes de voisinage sontstockes dans toutes les stations de base avec les informations de voisinage. Ellessont gnralement tablies par les oprateurs de rseau laide doutils deplanification. En cas dabsence dimportantes cellules dans la liste de vo isinage etlabsence dinformations sur les cellules GSM stockes dans le MSC, une coupure dela liaison peut survenir.

-Cellules voisines Inter-RAT abondantes : Si beaucoup de cellules voisines sontconfigures, l'UE doit consacrer plus de temps pour les mesures Inter-RAT, ce quiretarde lUE mesurer les cellules voisines disponibles ainsi sengendrera un CallDrop.

-Ping pong reselection : Dans le mode PS, aprs que la nouvelle slection soitdclenche du rseau 3G au rseau 2G, l'quipement utilisateur accde au rseau2G et peut retourner au rseau 3G travers une nouvelle slection entre le rseau2G et le rseau 3G. Dans ce cas un Handover frquent entre 2G et 3G aura lieu etaugmente la consommation des ressources ce qui entraine un chec du Handover3G-2G.


51/79


50

II.3.2. Solutions pour loptimisation du Handover 3G -2G

-Optimisation de la liste de voisinage : La solution optimale pour viter leproblme du drop call d un manque dans la liste de voisinage consiste enregistrertoutes les cellules adjacentes dans cette liste mais en raison de la taille limite deslistes, et du fait que les quipements des utilisateurs ne doivent pas tre encombrsde tches de mesure inutiles qui engendre le mme problme du Call Drop, on doitoptimiser la liste et ne laisser que les cellules dont la distance est infrieur uncertain seuil.

-Acclration du Handover : Le retard du Handover a une relation avec ledmarrage du compressed mode qui est affect par la configuration delvnement 2D. On peut rgler le problme du retard de dclenchement ducompressed mode.

Conclusion

Dans ces deux de rnires chapitres, jai essay de donner un aperu gnral surla loptimisation du rseau 3G dun point de vue thori que.

Par la suite, jessaierai dillustrer tout ce quon a vu prcdemment par unetude de cas d une rgion gographique de CASABLANCA que je vais prsenter dansle prochain chapitre.


52/79


51

Chapitre 4 :

Etude de cas - Optimisation dun Cluster


53/79


52

Introduction

Aprs avoir vu dans ce qui prcde les techniques de loptimisation, je vais prsent illustrer son processus par une tude de cas concret labore durant monstage. On a considr le cas de la ville de Casablanca.

Dans ce chapitre je vais faire une t ude doptimisation, en analysant lesdiffrents problmes rencontrs et les moyens pour les dtecter et les solutions

proposes.

I. La rgion tudie

La rgion tudier contient plusieurs sites 3G. Jai t amene traiter lesproblmes radio de la rgion partir des drives tests effectus. Ensuite, vient

lanalyse des donnes qui permet de trouver l es causes des problmes afin deproposer les solutions.

La figure ci-dessous illustre la zone tudie avec la distribution des stations debase de lop rateur INWI.

Figure 28: rgion tudie

II. Droulement du drive Test

Le matriel utilis lors du drive test est : Smartphone, Modem, GPS et un ordinateur portable.


54/79


53

Figure 29: matriel utilis lors du drive test

On commence par connecter le GPS lordinateur.

On configure le tlphone : Composer *#*#2846579#*#*0. Cest le numro qui nous permet daccder une

interface de configuration cache. Choisir Project Menu -> Background Settings -> USB Ports Setting ->Manufacture Mode qui permet au tlphone de se connecter genex probe.

On connecte le tlphone lordinateur.

On lance GENEX Probe et on va importer le fichier Excel contenant la base dedonnes. On a obtenu ce fichier partir de la base de donnes principale, en gardantles sites quon souhaite tudier.

Figure 30: Interface du logiciel GENEX Probe


55/79


54

Ensuite, on clique

rapport de pfa

Documents