rapport habboub

Ministre de lEnseignement Suprieur et de la Recherche Scientifique

Universit de Carthage

Institut National des Sciences

Appliques et de Technologie

Projet de Fin dEtudes Pour lobtention du

Diplme National dIngnieur en Sciences Appliques et en Technologie

Filire: Gnie Logiciel

Sujet:

CONCEPTION ET DVELOPPEMENT DUN MODULE GOGRAPHIQUE POUR LE SUIVI DE

LA PLATEFORME RSEAU

Ralis par: Habib HALAOUI

Entreprise daccueil:

Soutenu le /09/14

Responsable entreprise: Mr. Wael TARHOUNI

Responsable INSAT: Mme. Saloua BEN YAHIA

Anne Universitaire:2013/2014

: : .

.

: 2

TITRE EN FRANAIS : CONCEPTION ET DVELOPPEMENT DUN MODULE

GOGRAPHIQUE POUR LE SUIVI DE LA PLATEFORME RSEAU

Rsum : Ce projet de fin dtudes effectu au sein dOOREDOO sinscrit dans le

cadre du projet de fin dtudes pour lobtention du Diplme dIngnieur en Gnie

Logiciel. Ce projet consiste concevoir et dvelopper un systme dinformation

gographique intgr dans un tableau de bord.

Mots-cls: Geoserver, systme dinformation gographique, PostGIS, ETL Spatial

Data Integrator, Symfony 2.

TITRE EN ANGLAIS: DESIGN AND DEVELOPMENT OF A GEOGRAPHICAL

UNIT FOR MONITORING PLATFORM NETWORK

Abstract: This project which was carried out within OOREDOO comes up with the

graduation scheme for the purpose of obtaining the diploma of Software

Engineering. This project intended to design and to develop a Geographic

Information System integrated into a dashboard.

Key Word: Geoserver, Geographic Information System, PostGIS, ETL Spatial Data

Integrator, Symfony 2.

Intitule et adresse complte de lentreprise :

Entreprise : OOREDOO.

Adresse : 1053 Les Berges du Lac Tunis, Tunis.

Ministre de lEnseignement Suprieur et de la Recherche Scientifique




Projet de Fin dEtudes

Pour lobtention du


Filire : Gnie Logiciel

Sujet :

CONCEPTION ET DVELOPPEMENT DUN MODULE GOGRAPHIQUE POUR LE SUIVI DE LA

PLATEFORME RSEAU

Ralis par : Habib HALAOUI

Entreprise daccueil :

Soutenu le /09/14

Responsable entreprise: Mr. Wael TARHOUNI

Responsable INSAT: Mme. Saloua BEN YAHIA

Anne Universitaire : 2013/2014

Ministre de lEnseignement Suprieur

et de la Recherche Scientifique




Projet de Fin dEtudes

Pour lobtention du


Filire : Gnie Logiciel

Sujet :

CONCEPTION ET DVELOPPEMENT DUN MODULE GOGRAPHIQUE POUR LE SUIVI DE LA

PLATEFORME RSEAU

Ralis par : Habib HALAOUI

Entreprise daccueil :

Soutenu le /09/14

Responsable lentreprise:

Prnom et NOM: Mr. Wael TARHOUNI

(Cachet & Signature)

Responsable lINSAT:

Prnom et NOM: Mme. Saloua BEN YAHIA

(Signature)

Anne Universitaire : 2013/2014

Remerciements

Les mots ne seront jamais forts pour exprimer notre reconnaissance envers tous ceux

qui, par leurs conseils, leurs soutiens et leurs aides, ont permis ce travail de voir le jour.

Jexprime mes vifs remerciements Monsieur Wael TARHOUNI ingnieur support

radio de la direction technique dOoredoo TN pour mavoir si bien accueillie et permis de

faire ce stage.

Mes remerciements sadressent galement, tout le personnel de lquipe Radio

dOOREDOO TN qui ma apport une aide prcieuse chaque fois que jen ai formul le

besoin en particulier Monsieur Nabil EZZEHRI auquel jexprime toute ma reconnaissance

et mes respects.

Je tiens galement adresser mes remerciements et ma gratitude Madame Saloua

BEN YAHIA pour sa disponibilit, son soutien, son aide prcieux et ses conseils judicieux

tout au long de ce projet.

Je suis particulirement reconnaissant lINSAT Institut National des Sciences

Appliques et de Technologie pour mavoir offert lopportunit dacqurir cette exprience

qui, sans doute, me sera dun grand apport dans ma vie professionnelle.

Ddicaces

De plus profond de mon cur je ddie ce travail

A mon cher pre que nulle ddicace ne peut exprimer ce que je lui

dois, pour sa bien vaillance de plus jeune enfance, son affection et

son soutien.

Trsor de bont, de gnrosit et de tendresse, en tmoignage de

mon profond amour et ma grande reconnaissance.

Que Dieu vous garde,

A ma chre mre pour son amour et tous ses sacrifices.

Maman qui je dois ma russite, aucun mot ne saurait tmoigner

de ltendu des sentiments que jprouve son gard.

A toute ma famille et mes ami(e)s que je ne peux tous citer,

Que Dieu les bnisse tous et leurs prserve la sant et le bonheur.

HABIB

i

Table des matires

Introduction Gnrale ......................................................................................... 1

Chapitre1. Contexte du projet ........................................................................... 3

1. Cadre gnral du projet ................................................................................................ 3

1.1. Prsentation de lorganisme daccueil ..................................................................... 3

1.2. Charte dOoredoo TN .............................................................................................. 3

1.3. Structure organisationnelle : .................................................................................... 4

2. Prsentation du sujet ..................................................................................................... 5

3. Mthodologie de travail ................................................................................................ 6

4. Chronogramme : ........................................................................................................... 7

Chapitre2. Etude pralable ................................................................................ 9

1. Les rseaux mobiles ....................................................................................................... 9

1.1. Les diffrents standards technologiques .................................................................. 9

1.2. Architecture gnrale du rseau GSM ................................................................... 10

1.3. Critres dvaluation de la qualit de service dans un rseau GSM ...................... 11

1.3.1. Les diffrents critres dvaluation ................................................................ 11

1.3.2. Les indicateurs de cl de performance KPI (Key Performance Indicators) ... 12

2. Les Systmes dinformations gographiques (SIG) ................................................. 12

2.1. Dfinition de SIG ................................................................................................... 13

2.2. Rle des SIG dans la supervision des rseaux GSM : ........................................... 13

2.3. Reprsentation de larchitecture rseau travers le SIG ....................................... 14

2.3.1. Reprsentation gographique des BTS ........................................................... 14

2.3.2. Reprsentation gographique des cellules ...................................................... 15

3. Etude de lexistant ....................................................................................................... 16

4. Problmatique .............................................................................................................. 17

5. Solution envisage ....................................................................................................... 17

Chapitre3. Spcification des besoins ............................................................... 19

1. Identification des acteurs ............................................................................................ 19

2. Analyse des besoins ..................................................................................................... 19

ii

2.1. Besoins fonctionnels .............................................................................................. 19

2.3. Besoins non fonctionnels ....................................................................................... 21

2.4. Organisation des cas utilisations ............................................................................ 21

2.5. Raffinement des cas dutilisations ......................................................................... 24

2.6. Diagramme des squences ..................................................................................... 26

Chapitre4. Architecture et Conception ........................................................... 28

1. Architecture ................................................................................................................. 28

1.1. Architecture Technique .......................................................................................... 28

1.1.1. Module dextraction, de transformation et de chargement des donnes ........ 28

1.1.2. Module de publication des donnes gographiques ....................................... 30

1.1.3. Module daffichage des donnes gographiques ............................................ 31

1.1. Diagramme de dploiement ................................................................................... 33

1. Conception dtaille .................................................................................................... 34

1.2. Vue statique du systme ......................................................................................... 34

1.2.1. Diagramme des packages ............................................................................... 34

1.2.2. Diagramme des classes gnral ...................................................................... 35

Chapitre5. Ralisation de la solution ............................................................... 37

1. Environnement de dveloppement ............................................................................ 37

1.1. Environnement matriel ......................................................................................... 37

1.2. Environnement logiciel .......................................................................................... 38

1.2.1. Outil pour la gestion de la base de donnes : ................................................. 39

1.2.2. Outil pour le tlchargement du fond de carte : ............................................. 39

1.2.3. Outil pour lETL : ........................................................................................... 39

1.2.4. Outil pour la reprsentation des cartes Gographiques : ................................ 41

1.2.5. Serveur Gographique : .................................................................................. 41

1.2.6. Framework Web ............................................................................................. 42

2. Interfaces graphiques de lapplication ...................................................................... 43

3. Problmes rencontrs .................................................................................................. 49

Conclusion et Perspectives ................................................................................ 50

Rfrences Bibliographiques ............................................................................ 51

Annexes ............................................................................................................... 52

iii

Liste des figures

Figure 1: Structure organisationnelle Ooredoo TN .............................................................. 4

Figure 2: Cycle en V ................................................................................................................. 7

Figure 3: Diagramme de Gantt de notre projet de fin dtudes .......................................... 8

Figure 4: Architecture gnrale du rseau GSM ................................................................ 10

Figure 5: Sous rseau BSS ..................................................................................................... 14

Figure 6: Reprsentation des azimuts sur un site tri-sectoris .......................................... 15

Figure 7: Exemple de BTS ..................................................................................................... 15

Figure 8: Diagramme de cas d'utilisation global ................................................................. 23

Figure 9: Exploiter les fonctionnalits de la barre d'outils ................................................ 24

Figure 10: Diagramme de cas d'utilisation dtaill du golocalisation dune cellule ....... 25

Figure 11: Cas d'utilisation du changement des paramtres de configuration des couches

.................................................................................................................................................. 25

Figure 12: Cas d'utilisation de la consultation des cellules ayant les mmes cas de

rutilisation des canaux ......................................................................................................... 26

Figure 13: Diagramme de squence ...................................................................................... 27

Figure 14 Principe de l'ETL .................................................................................................. 29

Figure 15: Module Extraction-Transformation-Chargement des donnes ...................... 30

Figure 16: Module de publication des donnes Gographiques ........................................ 31

Figure 17: Architecture Technique avec le module de publication des donnes

gographiques ......................................................................................................................... 32

Figure 18: Architecture du module de gestion de GeoServer ............................................ 33

Figure 19: Diagramme de dploiement de l'application ..................................................... 34

Figure 20: Diagramme des packages .................................................................................... 34

Figure 21: Diagramme de classe de notre application ........................................................ 35

Figure 22: Job chargement des BTS dans Postgis aprs transformation ......................... 40

Figure 23: Job chargement des donnes des cellules du rseau dans une Base de donnes

Gographique ......................................................................................................................... 41

Figure 24: Architecture Dtaill Symfony 2[5] .................................................................... 42

Figure 25: Page d'accueil de SIG aprs authentification .................................................... 43

Figure 26: Menu de Recherche d'un emplacement gographique .................................... 44

Figure 27: Exemple de fond de carte cartographique ........................................................ 44

Figure 28: Projection des informations d'adjacence ........................................................... 45

Figure 29: Projection des alarmes de performance sur la carte ........................................ 46

Figure 30: daffichage des cas probables d'interfrence .................................................... 47

Figure 31: Affichage des cellules ayant un changement de paramtres ............................ 48

Figure 32: Module de suivi de ltat des cellules rseau travers les KPI ....................... 49

Figure: 33 Liste des KPI ........................................................................................................ 52

Figure 34: Prvisualisation des couches avec Geoserver .................................................... 53

iv

Figure 35: Styled Layer Descriptor (SLD) from Geoserver ............................................... 54

Figure 36: Chargement du Workspace 2G dans une base de donnes Postgis ................ 54

Figure 37: Chargement et transformation des donnes Alarmes dans Postgis ................ 55

Figure 38: Chargement du Nom Site Physique dans une base de donnes

cartographique ....................................................................................................................... 55

Figure 39: Job Global pour l'excution de tous les sous Job .............................................. 56

Figure 40: Formule de projection des points d'une cellule ................................................. 56

Figure 41: Syntaxe de cration d'un polygone ..................................................................... 57

Figure 42: Rsultat de transformation des coordonnes BTS dans une carte .................. 57

v

Liste des tableaux

Tableau 1: cas dutilisations pour lAdministrateur ........................................................... 21

Tableau 2: cas dutilisations pour lAnalyste ...................................................................... 22

Tableau 3: Environnement matriel ..................................................................................... 37

Tableau 4: Environnement technique .................................................................................. 38

vi

Glossaire

B:

BSC: Base Station Controller

BTS: Base Transceiver Station

BSS: Base Station Sub-system

E:

ETL: Extract Transform and Load

G:

GSM: Global System for Mobile communication

GPS: Global Positioning System

H:

HLR: Home Location Register

K:

KPI: Key Performance Indicator

O:

OGC: Open Geospatial Consortium

S:

SIG: Systme dInformation Gographique

SDI: Spatial Data Integrator

V:

VLR: Visitor Location Register

W:

WCS: Web Coverage Service

WGS: Web Geodetic System

WMS: Web Map Service

WFS: Web Feature Service

1

Introduction Gnrale

Avec lvolution des rseaux mobiles, lindustrie des tlcommunications cherche

orienter sa technologie de manire permettre aux oprateurs de demeurer comptitifs dans

un secteur caractris par une volution trs rapide.

La comptitivit de ces entreprises est directement lie la qualit de gestion et

dexploitation des donnes de leurs rseaux tlcoms.

De ce fait, loprateur de tlcommunication Ooredoo cherche assurer une meilleure

gestion de la qualit du rseau par la bonne matrise des infrastructures dans les diffrentes

zones gographiques. Ceci ncessite la prsence des outils capables dassurer le suivi, la

traabilit et le contrle des diffrents quipements. Dans ce contexte que dcline lobjectif de

notre projet : il sagit de concevoir et dvelopper un outil volutif qui permet dimporter et

dafficher les donnes radio sur une carte gographique. Il permet ainsi aux ingnieurs Radio

dtudier ltat des cellules tout en effectuant une analyse complte en se basant sur les

fonctionnalits offertes par notre projet que nous dtaillerons dans la partie spcification des

besoins

En consquence, ce rapport sarticule autour de cinq chapitres : nous commenons dans

le premier chapitre par une prsentation du contexte dans lequel s'inscrit notre projet. Puis, le

deuxime chapitre prsente ltude pralable de notre projet, ensuite le troisime chapitre

dcrit la spcification des besoins non fonctionnels et fonctionnels. Tout au long du quatrime

chapitre, nous dtaillerons la conception de lapplication et nous clturons par le dernier

chapitre qui expose lenvironnement utilis pour le dveloppement de notre application et

prsente les interfaces dcrivant les principales fonctionnalits implmentes.

CHAPITRE 1 Contexte du projet

Chapitre 1 : Contexte du projet

3

Chapitre1. Contexte du projet

Introduction :

Ce chapitre prsente le contexte gnral de notre projet. Nous commenons par la

prsentation de lorganisme daccueil, nous enchanons par la prsentation du projet et

finalement on introduit la mthodologie de travail adopte.

1. Cadre gnral du projet

1.1. Prsentation de lorganisme daccueil

Ce projet de fin dtude a t ralis au sein de la socit Ooredoo : le premier oprateur

de tlcommunications priv en Tunisie.

En mai 2002, la deuxime licence tunisienne de tlphonie mobile a t attribue

Orascom Telecom Tunisie. Cette licence, qui a cot 454 millions de dollars, a marqu la

naissance du premier oprateur de tlcommunications priv en Tunisie : TUNISIANA.

Cest une socit tunisienne anonyme ayant pour capital 330 millions de dinars dont le

principal actionnaire est watanya Telecom qui dtient la moiti des actions, associe

Orascom Tunisia Holding (35% des actions) et Carthage Consortium (15% des

actions).

Le 24 avril 2014, Tunisiana change de nom et devient Ooredoo Tunisie. Le 30 avril, ils

ont annoncs la nomination de Mohammed Bin Issa Al Mohannadi au poste de prsident du

conseil d'administration.

1.2. Charte dOoredoo TN

La charte dOoredoo est base sur quatre principes fondamentaux qui sont :

La transparence :

Choisir la transparence comme valeur, cest en quelque sorte opter pour lquit comme

principe. Ne pas frustrer le client, viter la discrimination entre abonns et avoir des mthodes

rigoureuses et justes sont les axes de cette transparence.


4

L'innovation

Les nouvelles technologies des TIC ne cessent dvoluer, pour cela, Ooredoo se doit de

proposer des services et des offres attractifs et performants, innover pour se distinguer et se

distinguer pour satisfaire, voil le moteur de nos engagements.

L'orientation Client

Il est essentiel de mesurer l'impact de nos moindres actes sur notre client final, quel que

soit le poste qu'on occupe. Le client est le centre de nos proccupations et lobjectif

primordial de nos employs est sa satisfaction.

Le professionnalisme

Adopter une attitude professionnelle, c'est fournir un travail de qualit, et s'autovaluer

en permanence. Ooredoo respecte autant ses clients que ses employs et reste toujours

lcoute pour offrir un meilleur service.

1.3. Structure organisationnelle :

Afin dassurer une bonne prestation de services ses clients et un bon fonctionnement

de son rseau de transmission GSM, OOREDOO TN est base sur linteraction de plusieurs

directions et dpartements complmentaires.

Figure 1: Structure organisationnelle Ooredoo TN


5

2. Prsentation du sujet

Notre projet de fin dtudes, propos par loprateur de tlcommunications

OOREDOO consiste mettre en place un systme dinformation gographique pour le suivi

de la plateforme rseau. Il sagit de concevoir et dvelopper un outil volutif qui permet de

centraliser les donnes gographiques, rassembler les fonctionnalits des outils existants et

remdier leurs insuffisances.

En effet cet outil permet :

Lextraction, la transformation et le chargement des donnes gographiques dans un

entrept de donnes spatial : Cest la conversion des donnes arithmtiques en afin dobtenir

de nouvelles donnes gographiques utilisant de simples rgles gomtriques, logiques et/ou

arithmtiques.

Lanalyse de voisinage dans le rseau : La reprsentation gographique des relations de

voisinages entre les cellules du rseau, cette fonctionnalit assure le bon suivi de la

configuration des relations de voisinage entre les cellules tout en ayant une projection

gographique des lments en question.

La dtection des interfrences dans le rseau : Le signal mis est reu par un terminal

mobile est une onde lectromagntique. A cause des interfrences, il nest pas possible

dutiliser une mme bande de frquence dans deux cellules adjacentes du rseau. Le nombre

de frquences disponibles dans chaque cellule doit permettre dacheminer un nombre suffisant

de communications.

La golocalisation des cellules dgrades du rseau tout en projetant les valeurs des

indicateurs de performance sur carte (Les maps thmatiques)

Lintgration de plusieurs fonds de carte pour la visualisation gographique : en ligne

comme Google Maps, Bing, openstreetMap Et galement des fonds de carte hors-ligne tout

en utilisant notre base de donnes spatiale locale.


6

3. Mthodologie de travail

Dans le domaine de lingnierie de logiciel, il est indispensable de dfinir une mthode

de travail et suivre le processus de dveloppement le mieux adapt pour la ralisation de

lapplication.

Le model en Va fait ses preuves dans la gestion des projets. Il nous a t recommand par

lquipe radio Ooredoo TN de ladopter pour dvelopper lapplication.

Le cycle en V est un modle conceptuel conu pour pallier aux pnuries du modle en

cascade, il comprend les tapes suivantes :

Expression de besoin : Au cours de cette tape nous rdigeons un document

d'expression des besoins suite une runion avec lencadrant et le Chef du support

Radio Ooredoo afin de formaliser les grandes lignes du projet, ainsi que son primtre

fonctionnel.

Spcification fonctionnelle : Aprs la validation des besoins par le matre douvrage de

lquipe radio, nous passons la rdaction du cahier des charges contenant les diffrents

cas dutilisations du produit final.

Spcification technique : Au cours de cette phase nous effectuons le choix des

technologies utiliser pour dvelopper le produit ainsi que la conception de son

architecture logicielle.

Codage : Cest ltape de ralisation du projet pendant laquelle les diffrentes parties

du projet sont appeles briques, nous passons dune fonctionnalit une autre si la

brique dveloppe est valide par le chef service Radio et lencadrant Technique, afin

de bien former le produit final.

Test unitaires : Ces types de test se font sur les briques afin de vrifier que ces derniers

ont t dvelopps de manire respecter le cahier des charges, cette phase sera

excute aprs le dploiement de lapplication dans le serveur local de lentreprise

Ooredoo.

Test dintgration : les tests sont effectus sur le produit fini dans le but de sassurer

quil suit les spcifications techniques de mme que les tests unitaires seront valids

quaprs lachvement de la mise en service de lapplication.

Validation : consiste tester le produit vis--vis de la spcification fonctionnelle. Tous

les cas dutilisation du projet doivent tre vrifis sur le plan rel.


7

Mise en production et recette : consiste une dernire vrification du produit auprs des

ingnieurs Radio avant la mise en production.

Le schma suivant montre les tapes du cycle en V consiste associer chaque tape de

conception une autre tape de test.

Figure 2: Cycle en V

4. Chronogramme :

En tudiant lensemble des aspects de la mise en place de notre application, nous

schmatisons toutes les tapes de celui-ci en se basant sur le diagramme de Gantt, pour mettre

en uvre les parties, qui ont des rles primordiaux, en fonction du temps.

Cet outil est utilis lors de lordonnancement et la gestion de tous les types de projets. Il

donne la possibilit de visualiser dans le temps plusieurs tches qui composent un projet ainsi

que la reprsentation graphique de lavancement de celui-ci. Ses principaux avantages sont la

planification optimale et la communication du planning.


8

La figure 3 illustre le diagramme de Gantt de notre projet :

Figure 3: Diagramme de Gantt de notre projet de fin dtudes

Nous avons effectu une bonne bibliographie pour bien comprendre le contexte du

projet. Puis, nous avons tudi lexistant pour quon puisse dceler les besoins satisfaire.

Nous avons ensuite fait la conception de notre application et des croquis de nos interfaces.

Aprs la phase de conception, nous avons entam la phase de ralisation. Les derniers

jours sont consacrs pour les tches de finalisation et validation de loutil et la rdaction du

rapport.

Conclusion

Lorganisme daccueil tant prsent et le projet mis dans son cadre gnral par une

description gnrale du sujet avec ses diffrentes rubriques, la mthodologie adopte et le

chronogramme de gestion du projet, il sera procd dans le chapitre suivant parla clarification

de certaines notions techniques utiles dans le dveloppement de lapplication.

CHAPITRE 2 Etude pralable

Chapitre 2 : Etude pralable

9

Chapitre2. Etude pralable

Introduction :

Ltude pralable est la premire tape de tout projet afin de russir la partie conception

et limplmentation. Dans ce chapitre, on va mettre laccent sur les rseaux mobiles :

nous jetons un coup dil sur lvolution des rseaux GSM, ensuite nous nous intressons

aux critres dvaluation de la qualit de service du rseau et les indicateurs de performances

choisis par OOREDOO pour amliorer cette qualit, aprs nous tudierons les systmes

dinformation gographiques et enfin nous mettons laccent sur limportance des SIG pour

lobservation et lvaluation de la qualit rseau.

Toutes ces informations sont des connaissances indispensables pour llaboration du

projet.

1. Les rseaux mobiles

Chaque gnration de rseau mobile (2G, 3G, 3G+) correspond une nouvelle

technologie (GSM, GPRS, Edge, UMTS). A chaque volution technologique, le rseau

mobile gagne en performance : les donnes transitent plus rapidement. Ces meilleurs dbits

amliorent la qualit du service existant et permettent de nouveaux usages (internet mobile,

visiophonie, tlvision, etc.).

1.1. Les diffrents standards technologiques

GSM : Le Global System for Mobile Communications (rseau GSM) est le

systme standard utilis par la plupart des tlphones mobiles des rseaux

travers le monde. Ce standard utilise les bandes de frquences 900 MHz et 1800

MHz .Il s'agit d'un standard de tlphonie dit > (2G).

GPRS : Le standard GPRS (General Packet Radio Service) est une volution de

la norme GSM. On parle gnralement de 2.5G pour classifier ce standard.

EDGE : Le passage de la 2G la 3G est couteux car il faut dployer un nouveau

rseau physique. Les oprateurs ont donc cherch des alternatives. Lune dentre


10

elles est lEDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution.), technologie

prsente comme la gnration 2,75.

UMTS : LUMTS (Universal Mobile Telecommunications System) est l'une des

technologies de tlphonie mobile de troisime gnration (3G) europenne. Le

procd employ pour faire transiter la voix et les donnes a t entirement

reconsidr. Ce nouveau standard permet d'atteindre un dbit 10 Mb/s en

rception et 5Mb/s en mission. Afin de faire transiter toutes ces donnes, une

nouvelle bande frquences a t alloue l'UMTS dans le spectre radio, aux

alentours de 2100 MHz.

1.2. Architecture gnrale du rseau GSM

Un rseau GSM s'articule en deux parties : Le BSS (Base Sub System) est le sous-

systme radio. Il comprend les metteurs-rcepteurs et leur supervision (BTS et BSC).

Le NSS (Network Sub System) est le sous-systme rseau. Il comprend des

commutateurs et des bases de donnes (MSC, VLR, HLR).

Le schma de larchitecture gnrale du rseau GSM est illustr dans la figure suivante :

Figure 4: Architecture gnrale du rseau GSM


11

Nous pouvons identifier plusieurs lments primordiaux pour la mise en place dun

rseau GSM :

BTS (Base Tranceiver Station) : Une station de base fournit le point d'entre

dans le rseau aux abonns prsents dans sa zone de couverture, appele cellule.

BSC (Base Station Controller) : Un contrleur de stations de base gre le

routage des communications et l'exploitation d'une ou plusieurs BTS.

MSC (Mobile Service Switching Center) : Ce commutateur est un nud

important du rseau : il gre le transfert intercellulaire, les abonns visiteurs et

l'interconnexion avec le rseau tlphonique public.

HLR (Home Location Register) : L'enregistreur de localisation nominal contient

les informations relatives aux abonns.

VLR (Visitor Location Register): L'enregistreur de localisation des visiteurs

stocke les informations dynamiques relatives aux abonns de passage dans le

rseau.

OMC (Operation and Maintenance Center): Le centre d'exploitation et de

maintenance est l'entit de gestion et d'exploitation du rseau.

1.3. Critres dvaluation de la qualit de service dans un rseau

GSM

1.3.1. Les diffrents critres dvaluation

La qualit du rseau peut tre value selon plusieurs aspects fondamentaux. Dans cette

partie, nous citons les critres les plus importants :

- La couverture : Cest le niveau de puissance chaque point de la surface couverte.

Elle est indique par les barrettes affiches sur le mobile, cest le critre le plus

trivial partir duquel labonn peut estimer la qualit du rseau.

- La qualit de la voix :

le rapport entre la puissance du signal reu et la densit de puissance du bruit en

rception.

le rapport signal sur interfrence C/I (Canal/Interfrence) : Cest le rapport de lintensit

du signal de la cellule de service courante par un signal non dsir.


12

Ces deux critres sont mesurs travers :

- Le taux dtablissement dappel : Dans le cas dchec de communication alors

que les ressources sont disponibles.

- Le taux de blocage : Dans le cas dchec de communication cause dune

congestion des canaux de trafic ou bien une congestion des canaux de signalisation.

1.3.2. Les indicateurs de cl de performance KPI (Key Performance Indicators)

"Lindicateur cl de performance ou Key Performance Indicator est un indicateur

daide la dcision. Son but est dvaluer lvolution dun lment mesur et de le

confronter aux objectifs pour lequel il a t cr." [1]

La plupart des oprateurs tlphoniques dtectent les problmes partir des indicateurs

de performance rseau, des plaintes des abonns et des mesures Drive Test1 effectues sur

terrain. Ainsi il peut envisager des amliorations sur le rseau qui permettent davoir une

meilleure qualit de communication.

Un indicateur de performance (KPI) est une mesure quantifiable de la performance dun

rseau. En effet, il sagit dun ensemble de calculs associs un groupe de mesures fournis

par plusieurs compteurs. (Voir Annexe A).

Aprs avoir prsent le concept cellulaire et larchitecture gnrale des rseaux GSM et

le critre dvaluation de la qualit de service tudi, nous tudierons dans la partie suivante

les Systmes dInformations Gographiques et leur importance dans lvaluation de la qualit

de service.

2. Les Systmes dinformations gographiques (SIG)

Si linformatique a dabord permis des progrs dans lautomatisation de la production

cartographique, les SIG vont bien au-del dune simple fonction de stockage et de restitution

graphique :par leurs possibilits de modlisation et de gestion, par leurs fonctions danalyse et

dinterrogation, par les possibilits de mises en relation des objets les uns par rapport aux

1 Drive Test sont des mesures pour tester la qualit de signal des cellules du rseau


13

autres, par leurs capacits stocker et traiter de gros volumes dinformation, les SIG ont

profondment boulevers les mthodes traditionnelles danalyse et de gestion de lespace.

2.1. Dfinition de SIG

Un systme dinformation gographique, souvent abrg en SIG, est un ensemble

organis de matriels informatiques, de logiciels, de donnes gographiques, et de personnel

capable de saisir, stocker, mettre jour, manipuler, analyser et prsenter toutes formes

dinformations gographiquement rfrences .[2]

Le SIG est un ensemble de donnes repres dans l'espace, structures de faon

pouvoir en extraire commodment des synthses utiles la dcision. (Michel DIDIER, 1990)

De ce fait, lintroduction du Systme dinformation Gographique (SIG) au sein

des oprateurs tlcoms, est une dmarche bnfique. Son apport se traduit en offrant un

ventail de services pour permettre une vision globale de linfrastructure tlcom par la mise

en uvre doutils qui associent des informations des cartes dans un environnement facile

dutilisation.

La technologie SIG permet aussi aux ingnieurs tlcom, dintgrer des donnes

golocalises dans le processus danalyse, de la planification spatiale et la supervision

de linfrastructure du rseau.

Comme lvolution et lextension dun rseau ainsi que le dploiement de ses services

sont coteux, la mise en place dun SIG efficace apparat en tablissant une plateforme

commune qui amliore la manipulation de linformation gographique et augmente

considrablement la communication interne et la collaboration avec divers acteurs.

Un autre avantage considrable du SIG est sa capacit aider dans la supervision de la

qualit de service. En effet, une fois le rseau tlcom est oprationnel, le SIG va incorporer

lexpertise des ingnieurs ainsi que les donnes du rseau pour les analyser et faire le suivi et

loptimisation de la qualit du service.

2.2. Rle des SIG dans la supervision des rseaux GSM :

Nous allons montrer dans cette partie la porte des Systmes dInformation

Gographique dans lvaluation de la qualit de service des rseaux GSM.


14

Prenons le cas une dgradation du niveau du signal dune cellule donne, lanalyste

doit avoir toutes les informations ncessaires telles que :

- Lidentifiant de la station de base BTS.

- La BSC laquelle elle appartient.

- Lemplacement gographique de cette cellule : Est-ce quil ya un relief dans cet

emplacement ou non ? Cette cellule est la proximit dun btiment ? Dans une zone

urbaine, suburbaine ou rurale?

On naura les rponses ces questions quavec une observation gographique des

diffrents lments rseau.

2.3. Reprsentation de larchitecture rseau travers le SIG

La transmission des ondes rseaux se fait laide des BTS qui regroupent un ensemble

des cellules quils appartiennent, donc dans cette partie nous allons dtailler la reprsentation

gographique pour chaque lment de linfrastructure rseau.

2.3.1. Reprsentation gographique des BTS

Le sous rseau BSS est compos de :

- BTS (Base Tranceiver Station).

- Cellules engendres par les antennes du BTS.

- BSC (Base Station Subsystem).

- MS (Mobile Station)

Figure 5: Sous rseau BSS

Chaque antenne dun BTS est dirige dans une direction dtermine par des

simulations, de manire couvrir exactement la zone dfinie. La direction principale de


15

propagation de lantenne, c'est--dire la direction dans laquelle lantenne met sa puissance

la plus importante est dirige dans lazimut tabli. Lazimut est un angle qui se compte en

degrs, positivement dans le sens horaire, en partant du nord (0). De cette faon, lazimut

90 correspond lest, lazimut 180 au sud, etc. (Voir Figure 6)

Figure 6: Reprsentation des azimuts sur un site tri-sectoris

2.3.2. Reprsentation gographique des cellules

Chaque BTS reprsente n cellules, avec n est le nombre dantennes dune BTS. Le

rayon de couverture dpend de lazimut comme le montre la figure7:

Figure 7: Exemple de BTS


16

3. Etude de lexistant

Une tape essentielle de tout projet informatique consiste effectuer une tude complte

des outils actuels pour lesquels nous voulons dceler les dfaillances et les insuffisances En

effet, dans la majorit, voir dans la totalit des cas, la mise en place d'un projet est due un

problme ou un manque dans l'entreprise. Il faut donc bien tudier l'existant pour aboutir

une spcification efficace des besoins de l'entreprise.

Dans cette partie, nous commenons par une tude des outils utiliss par lquipe

Radio, lidentification de ses limites, et la prsentation de la solution propose.

Outils de visualisation des donnes gographiques :

Lors de cette phase, nous avons essay d'acqurir les outils et les applications existantes

qui paraissent intressantes et qui sont en relation avec le travail demand. Nous commenons

par l'outil Optimi et MapInfo de visualisation des donnes spatiales au sein de l'quipe Radio,

ensuite nous tudierons les performances de ces outils. Ainsi, non seulement on disposera de

ses ides, mais on pourra par analogie, spcifier les fonctionnalits mettre en place dans

notre solution et en ajouter dautres.

Les principales se rsument dans les points suivants :

Acquisition des donnes gographiques.

Mise jour et manipulations des donnes gographiques.

Traitement des donnes gographiques.

Analyse gographique de la qualit du service.

Effectuer des oprations spatiales sur les donnes.

Cependant, ces outils prsentent des limites pour lquipe Radio :

Ce sont des outils propritaires.

Absence de larchitecture Client-serveur.

Les donnes gographiques ne sont pas centralises dans un seul entrept de donnes.

Les fonctionnalits mtiers offertes ne sont pas extensibles.

Consolidation et synchronisation des donnes non automatise.

Absence de mcanisme de golocalisation des lments dgrads.

La difficult dintgration des modules supplmentaires.


17

4. Problmatique

Les outils utiliss par les ingnieurs Radio dOoredoo deviennent incontrlables cause

du grand volume de donnes traites. Ils ne rpondent plus quelques fonctionnalits

primordiales daide la dcision, ce qui ne garantit pas la qualit du rseau comme lanalyse

de voisinage, linterfrence Co-canal dans les rseaux (trait manuellement) que nous

dtaillerons dans le chapitre spcification des besoins.

Ces outils sont implments selon une architecture client/serveur. Do le problme de

la mise jour et de la synchronisation des donnes.

Lquipe radio est affecte par rgion. Donc chaque sous quipe est responsable du

suivi de la qualit de service dune zone gographique bien dtermine. Les donnes

collectes de toutes les quipes, qui sont importes sous formats Excel risquent dincohrence

et de perte, ce qui pose un grand problme de mise jour. De plus, les outils utiliss ne

traitent quun seul ensemble de technologies rseaux (fourni par le fournisseur).

Certes que lexistant utilis par lquipe Radio permet dapporter une richesse au

niveau de lobservation des couvertures pour effectuer le suivi journalier et lanalyse dtaille

de la qualit de service, mais a nempche que ces outils manquent quelques fonctionnalits

qui facilitent leurs tches pour une meilleure prise de dcision.

5. Solution envisage

Le diagnostic des limites signes dans la partie problmatique nous incitent faire des

mises niveau architecturales et techniques. En effet, il est indispensable de migrer dune

architecture client-serveur vers une architecture n-tiers. Larchitecture n-tiers est base sur la

sparation par des couches de responsabilits. Cette sparation permet de dcoupler au

maximum une couche de l'autre afin d'viter l'impact d'volutions futures de l'application.

Cette architecture nous pousse centraliser les donnes qui reprsentent une solution

primordiale pour garder la mise jour et la consolidation des donnes et maintenir la

synchronisation de lquipe Radio Ooredoo.

Ces donnes doivent tre finalement restitues et reprsentes dune manire ou dune

autre aux dcideurs. Il existe de nombreuses manires de prsenter ou de visualiser ces

donnes :


18

-Les tableaux sont trs puissants lorsque les donnes visualiser sont de petite taille.

-Les graphiques permettent dassocier certains aspects des donnes aux proprits

visuelles de formes gomtriques et dutiliser des diffrentes chelles pour explorer les

donnes.

-Les cartes gographiques son pouvoir rside dans leur capacit relier les donnes

notre monde bien physique.

Chaque outil de visualisation de donnes disponible prsente des avantages et des

inconvnients. Les cartes gographiques donnent une meilleure visibilit des donnes tout en

projetant des informations utiles de notre choix ce qui rpond aux exigences de notre projet.

Notre solution traite en plus les insuffisances fonctionnelles dans lanalyse de la qualit

du rseau et ceci par lanalyse du voisinage travers les diffrentes couches gographiques et

par la dtection de la dgradation des cellules du rseau travers la projection des indicateurs

de performance sur les lments reprsents gographiquement, limplmentation des

algorithmes de prdiction des cas dinterfrence, la golocalisation des toute cellule

appartenant au rseau via les diffrents critres de recherche (nom, id et rgion), affichage des

cas de changement de paramtres, affichage des lments dgrads

Conclusion :

Dans ce chapitre, nous avons introduit de concepts ncessaires pour llaboration de

notre projet : les rseaux GSM, les systmes dinformation gographiques et leurs rle dans

lanalyse de la qualit du rseau. Puis, nous avons enchain par ltude de lexistant afin de

proposer finalement la solution envisage.

On poursuit alors, dans le chapitre suivant, par la spcification des besoins de notre

projet.

CHAPITRE 3 Spcification des besoins

Chapitre 3 : Spcification des besoins

19

Chapitre3. Spcification des besoins

Introduction :

Etant la premire tape dans le cycle de vie de dveloppement dun logiciel, lanalyse et

spcification des besoins est trs importante afin de bien comprendre les dfis mis en jeu.

Durant cette phase, les acteurs sont identifis dans un premier temps. Par la suite, une analyse

fonctionnelle des besoins de lapplication ainsi que la spcification des besoins de

lapplication sont labores successivement.

1. Identification des acteurs

Un acteur est un utilisateur qui entre en interaction avec le systme. Dans notre projet,

les diffrents acteurs sont:

Administrateur : ladministrateur a le droit daccder tous les menus pour effectuer

tout type de modification y compris la gestion des donnes gographiques.

Lanalyste : lanalyse a comme rle le suivi de ltat du rseau.

2. Analyse des besoins

Lanalyse des besoins permet de bien comprendre les besoins de lutilisateur pour

pouvoir identifier les diffrentes fonctionnalits de lapplication. Ces besoins se divisent en

besoins fonctionnels et besoins non fonctionnels.

2.1. Besoins fonctionnels

Les besoins fonctionnels expriment lensemble des actions que doit raliser le systme

pour rpondre une demande de lutilisateur. Les besoins fonctionnels de notre projet sont les

suivants :

Afficher lensemble des couches rseaux selon la technologie (2G, 3G, etc.) et selon la

bande de frquence lui est associe.

Golocaliser une cellule par nom, longitude et latitude ou par nom de rgion.


20

Personnaliser le fond de carte gographique : Changer les fonds de carte satellite,

routire, ou hybride.

Mesurer la distance entre BTSs et la superficie dune zone gographique.

Afficher les informations correspondantes une cellule (nom site physique, la bande y

appartenant, lensemble de ses frquences).

Grer la dclaration de voisinage des cellules pour maintenir la communication en cours

de mobilit. Lutilisateur peut ajouter ou modifier des relations de voisinage. En effet, le

voisinage est une fonctionnalit trs importante vue que chaque cellule vit de sa

capacit pouvoir transfrer la connexion entre tlphone mobile et le rseau dune

cellule une autre. Afin de pouvoir transfrer la communication existante une autre

cellule, les cellules proches dune station de base doivent tre identifies. Pour cela des

listes de voisinage sont stockes dans toutes les stations de base avec les informations

de voisinage. En cas dabsence de station de base importante dans la liste de voisinage

une coupure de liaison peut survenir pour certains profils de dplacement.

Dtecter linterfrence 2G par une interface dinspection des frquences radio pour

augmenter la couverture et lamlioration de la qualit rseau. La dtection des

ventuelles interfrences dans un rseau est aussi importante que la dcouverte

dabsence de relations de voisinage, tant donn que toutes les stations mettent sur la

mme frquence, les stations de base absentes de la liste sont considres comme un

perturbateur potentiels, do leur dsignation sous le terme Pilote Pollution2 .

Faire le suivi de ltat des cellules rseau travers les KPI 3afin de prendre les actions

ncessaires pour augmenter la perception des clients.

Golocalisation des cellules dgrades en projetant les alarmes performances sur carte.

Crer des thmatique Map afin davoir une visibilit sur la performance des cellules et

analyser les causes probables via les indicateurs de performance .s diffrents indicateurs

de performance. Lutilisateur peut personnaliser laffiche des KPIs en changeant les

couleurs de cellules afin dindiquer visuellement leur tats.

2Pilote Pollution : est lutilisation dune mme frquence dans des cellules voisines 3Key Performance Indicators (KPI), sont des indicateurs mesurables d'aide dcisionnelle.


21

2.3. Besoins non fonctionnels

Nous commenons nos besoins non fonctionnels par la mise en place de la nouvelle

Architecture technique : Centralisation des donnes gographiques et mise en place dune

architecture n-tiers.

Plus que la centralisation de donnes, notre application doit rpondre aux besoins non

fonctionnels suivant :

Reprsentation fiable et jour des BTS et de toute informations relative (voisinage, Co-

canal, Interfrence, changement de paramtres, etc.).

Partage des donnes entre les quipes.

Avoir une visibilit sur les caractristiques de lemplacement gographique des cellules.

Consolider les donnes : chargement automatique et planifi des donnes gographiques

partir des sources multiples.

Le code doit tre clair et lisible pour permettre dventuelles volutions ou

amliorations.

Lapplication doit tre ergonomique en assurant une interface conviviale et facile

utiliser.

Lapplication doit respecter la confidentialit des donnes en suivant les normes de

scurit.

Loutil doit Garantir lintgrit et la cohrence des donnes chaque mise jour et

chaque insertion.

2.4. Organisation des cas utilisations

Nous organisons dans le tableau ci-dessous les cas dutilisation de notre application par acteur.

Tableau 1: cas dutilisations pour lAdministrateur

Acteur Cas dutilisation

Administrateur

-Gestion des utilisateurs

-Changement des paramtres de configuration des

couches.

-Mesurer la superficie d'une zone gographique.

-Mise jour des donnes Gographiques.


22

Acteur Cas dutilisation

Analyste

-Personnaliser le fond de carte gographique.

- Mesurer la distance entre BTSs et la superficie

dune zone gographique

-Golocaliser une cellule.

-Afficher l'information d'une cellule

-Afficher les cas probables d'interfrence.

-Afficher les cellules ayant du changement de

paramtres.

-Changer les paramtres de configuration des

couches.

-Consulter les cellules ayant les mmes cas de

rutilisation des canaux.

-Mise jour des donnes Gographiques.

-Mesurer les distances entre cellules.

-Projeter les alarmes de performance sur la carte.

-Projeter les informations d'adjacence

-Rinitialiser l'tat des cellules.

Tableau 2: cas dutilisations pour lAnalyste

La figure 8 illustre le diagramme du cas dutilisation global du systme qui donne une

vue complte du fonctionnement de lapplication. En effet, un cas dutilisation reprsente

linteraction entre acteur et systme en apportant une valeur ajoute lacteur.


23

Figure 8: Diagramme de cas d'utilisation global

uc Diagramme de cas d''utilisation Gneral

Analyste

Administrateur

Gestion des utilisateurs

Changment des parametres de

configuration des couches

Projeter les alarmes de

performance sur la carte

Consulter les cellules ayant les

mmes cas de rutilisation des

canaux

Afficher les cas probables

d'interference

s'authentifier

Projeter les informations

d'adjacence

Afficher les cellules ayant du

chagment de parmtres

Choisir le fond

cartographique

Golocaliser une cellule

Exploiter les fonctionnalits de

la barre d'outils

include

include

extend

extend

extend

extend

extend

extend

include

extend


24

2.5. Raffinement des cas dutilisations

Les cas dutilisation raffins permettent une description dtaille du cas dutilisation

global afin de mieux comprendre le projet.

Diagramme dExploitation des fonctionnalits de la barre d'outils :

La figure 9 montre la description de lensemble des fonctionnalits qui sont lutiliss

par lutilisateur final de lapplication regroup dans un menu l

Figure 9: Exploiter les fonctionnalits de la barre d'outils

Diagramme de cas dutilisation Golocalisation dune cellule

Lanalyste peut, aprs authentification, faire une recherche des cellules soit par nom de

ou utiliser les paramtres de localisation gographique par la longitude et la latitude, ou par la

rgion y appartient. La figure 10 donne une description dtaille sur le cas dutilisation trait :

uc Exploiter les fonctionnalits de la barre d'outils

Rnitiliser l'affichage des

cellules

Mesurer la superficie

d'une zone

gographique

Msurer les distances

entre cellules

Afficher l'information

d'une cellule

Analyste

Exploiter les fonctionnalits

de la barre d'outils

extend

extend

extend

extend


25

Figure 10: Diagramme de cas d'utilisation dtaill du golocalisation dune cellule

Diagramme de cas dutilisation Changement des paramtres de configuration

des couches

Dans le diagramme ci-dessous donne une description sur la mise jour des

configuration des couches gographiques cest--dire paramtrer les couches par le choix des

couleurs par dfaut affich dans la carte , modifier les tailles des formes gomtriques et la

dgre douverture des polygones.

Figure 11: Cas d'utilisation du changement des paramtres de configuration des couches

uc Golocaliser une cellule

Analyste

Golocaliser une cellule

Selectionner le nom

de cellule

Saisir le nom de

region

Saisir la v aleur de

langitude et latitude

de cellule

extend

extend

extend

uc Changment des parametres de configuration des couches

Administrateur

Changment des parametres de

configuration des couches

Modifier la taille

Changer la couleur

Changer la degre

d'ouv erture

extend

extend

extend


26

Diagramme de cas dutilisation Consultation des cellules ayant les mmes cas de

rutilisation des canaux

La figure 12, illustre le cas dutilisation de consultation des cellules qui interfrent entre

elles :

Lanalyste peut effectuer lopration de consultation des cellules ayant les mmes cas de

rutilisation des canaux par la slection de la bande, ensuite, il passe la slection de la

frquence observer dans la carte, puis il choisira lopration quil veut lanalyser, par

laffichage des cellules ayant la mme frquence choisie, ou laffichage des cellules ayant les

mmes frquences et dclar voisine, ou les cellules ayant les mmes BCCH celle du

frquence slectionn.

Figure 12: Cas d'utilisation de la consultation des cellules ayant les mmes cas de

rutilisation des canaux

2.6. Diagramme des squences

Pour analyser notre solution, nous illustrons le diagramme squence qui est une

reprsentation graphique des interactions entre les acteurs et le systme en considrant cette

dernire commune boite noire. Le diagramme de squence est le suivant :

uc Consulter les cellules ayant les mmes cas de rutilisation des canaux

Analyste

Afficher les cellules ayant du

chagment de parmtresChoisir la bande

Choisir la frequence

Afficher les cellules

CO-cannalAfficher les cellules

Co-v oisine-canal

Afficher les cellules

Co-canal-BCCH

includeinclude

extendextend extend


27

Figure 13: Diagramme de squence

Conclusion

Dans ce chapitre les besoins fonctionnels et non fonctionnels sont analyss. Les

diffrents acteurs ainsi que leur interaction avec le systme sont prcis moyennant les

diagrammes des cas dutilisation.

sd Use Case Mo...

Analyste

SIG_Dashborad

Administrateur

alt

[Authentif]

alt

[Authentifi]

S'authentifier()

Verifier()

Exploiter les donnes

geograpiques()

Afficher le menu de consultation

des donnes SIG ()

Effectuer des oprations

d'analyse du rseau()

Afficher le menu des operations

d'analyse du rseau()

S'authentifier()

Gerer les donnes

Geographique()

Afficher le menu de gestion des couches

rseau()

CHAPITRE 4

Architecture et Conception

Chapitre 4 : Architecture et Conception

28

Chapitre4. Architecture et Conception

Introduction :

Le prsent chapitre consiste exposer laspect conceptuel de la solution dvelopper.

Dans un premier temps, larchitecture globale du systme est prsente afin den

extraire les diffrents modules qui la composent. Ensuite chaque module sera dtaill travers

les diagrammes des squences et dactivits.

1. Architecture

1.1. Architecture Technique

Cette section dvoile larchitecture globale du systme et identifie ses diffrents

composants.

Nous allons dans cette partie dcrire la structure gnrale de notre systme,

lorganisation des lments du systme et les relations entre les diffrents lments du

systme. Cette structure est le dnouement dun ensemble de dcisions stratgiques prises

durant la phase de conception de toute partie du systme.

Nous avons dcid dans cette phase de diviser larchitecture de lapplication en trois

modules:

Module 1 : Module dextraction, de transformation et de chargement des donnes

gographiques.

Module 2 : Module de publication des donnes gographiques.

Module 3 : Module daffichage des donnes gographiques.

1.1.1. Module dextraction, de transformation et de chargement des donnes

Les systmes de gestion des donnes gographiques sont assez htrognes autant sur le

plan technique que sur le plan logique. Les donnes collecter sont en effet stockes dans des

systmes de nature diffrente, sous des formats diffrents, selon des structures diffrentes.

Subsquemment, il faut chercher linformation essentielle et lexploiter proprement. En

effet, les donnes sont assez htrognes sur le plan logique, pour les rapprocher, il faut


29

comprendre la structure des diffrents types des donnes gographiques, les synchroniser en

les migrant vers le mme systme de rfrence de coordonnes et les charger dans le mme

systme de stockage des donnes spatiales.

On est par consquent dans lobligation dpasser par les tapes suivantes :

Extraire les donnes gographiques (Extract) : Accder aux systmes de stockage de

donnes afin de rcuprer les donnes identifies et slectionnes tout en tenant en

compte les question de synchronisation, de la priodicit et de rafrachissement.

Transformer les donnes (Transform) : Dans cette phase, on fait toutes les

transformations ncessaires sur les donnes pour quelles soient exploitables

proprement, par exemple, des oprations de projection dans le mme systme de

rfrence de coordonnes ou des oprations doptimisation.

Chargement (Load) : Cette tape consiste charger les donnes transformes et

raffines dans la base de donnes spatiales

Cest la raison pour laquelle nous avons eu recours aux ETL (Extract Transform and

Load) et leurs extensions spatiales. Il sagit en effet de lensemble des technologies

informatiques permettant deffectuer des oprations de chargement, de synchronisation et de

chargement massives des donnes.

Figure 14 Principe de l'ETL


30

Le module de chargement des donnes gographiques est illustr ci-dessous :

Figure 15: Module Extraction-Transformation-Chargement des donnes

1.1.2. Module de publication des donnes gographiques

A ce stade, les donnes sont transformes, raffines et charges dans la base de donnes

spatiale. Il est temps de partager les donnes gographiques et de les modifier si cest

ncessaire.

Par consquent, il faut mettre en place un serveur assurant linteroprabilit et la

publication des donnes de toutes les sources principales de donnes spatiales charges avec

les ETL4 dans la base de donnes.

4 ETL : Extraction, transformation et chargement des donnes des diffrentes sources dans un entrept de donnes


31

A ce stade, larchitecture forme des deux serveurs est la suivante :

Figure 16: Module de publication des donnes Gographiques

1.1.3. Module daffichage des donnes gographiques

Cette couche interagit avec :

Le serveur cartographique pour laffichage des donnes gographiques par la rception

des requtes WFS (Web Feature Service) qui est un protocole de communication au

moyen d'une URL formate, permet d'interroger des serveurs cartographiques afin de

manipuler des objets gographiques (lignes, points, polygones...). A la rception, le

serveur Geoserver envoie un flux sous forme de requte SQL au serveur Postgres pour

avoir les informations relatives la couche demand (coordonnes, forme gomtrique,

nom de la couche,..).De mme le serveur postgis, met une rponse sous format

GML5qui sera interprt ensuite par le serveur cartographique, afin de visualiser la

couche.

5 GML : Geography Markup Language est un langage driv du XML pour encoder, manipuler et changer des donnes gographiques.


32

le serveur web pour laffichage des couches cartographiques par lmission des

requtes de WMS6 contenant linformation de la couche demand par lutilisateur ou

invoquer de Web service restful pour paramtrer ou lire les mtadonnes spcifiques

une couche gographique, ou lancer une requte au serveur Google laide de son API

gocoder pour assurer la recherche fiable et efficace dune zone gographique( nom de

rgion , rue , ville, etc.,...).

Larchitecture gnrale des trois modules depuis le chargement des donnes

gographiques jusqu la phase daffichage des donnes est la suivante :

Figure 17: Architecture Technique avec le module de publication des donnes

gographiques

Pour assurer la communication entre serveur Web et le serveur GIS geoserver nous

avons dvelopp un Web Service Rest qui interagie avec les oprations correspondante aux

besoins de lutilisateur final. Ce Web service se compose de trois couches :

6Web Map Service ou WMS : est un protocole de communication standard qui permet d'obtenir des cartes de donnes gorfrences


33

Couche routage : Cette couche effectue le routage de la requte selon lopration

effectuer : la gestion des couches, les styles appliquer dans une couche, ltat du

serveur.

Couche Controller : Cette couche est responsable du contrle des requtes avant de

lancer le service. Il faut vrifier par exemple que GeoServer est lanc avant de lancer le

service dajout dune couche

Couche Service : Cette couche lance les services invoqus en invoquant le web service

restful par dfaut de GeoServer.

La figure ci-dessous montre une description dtaille des trois couches :

Figure 18: Architecture du module de gestion de GeoServer

1.1. Diagramme de dploiement

Pour une meilleure prsentation des besoins techniques, il est judicieux de dterminer

nos besoins matriels qui reprsentent un choix stratgique et organisationnel pour lefficacit

de notre application.


34

Le diagramme de dploiement met en vidence linteraction entre les composants

ncessaires pour lapplication et montre la disposition physique des diffrentes sources

matrielles

Figure 19: Diagramme de dploiement de l'application

1. Conception dtaille

Dans cette partie, nous allons prsenter la conception dtaille : Nous commenons par

le diagramme des classes. Ensuite, nous dcrivons des scnarios par des diagrammes

dactivits et des squences.

1.2. Vue statique du systme

1.2.1. Diagramme des packages

Nous avons divis notre application en deux packages :

- Package User Management : Pour la gestion des utilisateurs.

- Package SIG Management: Pour la gestion des donnes gographiques.

Le diagramme des packages de notre package illustre cette division en packages.

Figure 20: Diagramme des packages

deployment Use Case Mo...

Serv eur Serv eur de Base de donnes

Serv eurCartographique

Serv eur Web

device

PosteAnalyste

device

PosteAdministrateur

Serv eur de base de

donnes Spatiale

Serv eur de base de

donnes

Relationnelle

>

>

pkg Use Case Mo...

PackageUserManagement PackageGISDataManagement

use


35

1.2.2. Diagramme des classes gnral

Ce diagramme des classes reprsente la majorit des services de notre application. En

effet, il intgr les deux modules principaux de lapplication. Chacun de ces modules est

reprsent par un ensemble de classes lies entre elles. Nous citons les diffrentes classes en

interaction dans le diagramme ci-dessous :

Figure 21: Diagramme de classe de notre application

class Use Case Mo...

USER

- ID_User: int

- First Name: String

- Name: String

- Login: String

- Password: String

- Team: String

- Privilege: String

+ Set_user(User) : void

+ Get_User() : User

Administrator

- Privilege: char

+ Get_Privilege() : String

+ Set_user(User) : void

+ Get_User() : User

+ Set_Privilege() : void

Adjacency

- Date_time: Date

- Vendor: String

- Source_CI: String

- Source_Band: String

- Traget_CI: String

- Target_Band: String

- Target_Technology: String

+ Get_Adjacency(Adjacency) : Adjacency

+ Set_Adjacency(Adjacency) : void

Raised_Alarms

- Definition_Name: Sring

- Vendor: String

- Technology: String

- element_ID: int

- Sql_Date_Time: Date

- Hier_element: String

- Problem_Text: String

- Cell_ID: int

- Status: boolean

+ Search_Alarms_ByTechno(String) : Raised_Alarms

+ Get_All_Alarms() : Raised_Alarms

Channel_Reuse

- Band: String

- Freq_Min: int

- Freq_Max: int

+ Get_Feq_Min_Max_By_Band(String) : int

Alarms_Name

- Alarms_Definition_Name: Stirng

- Technology: String

+ ADD_alarms(String, String) : void

+ Update_Alarms() : void

+ Get_All_Alarms() : Alarms_Name

+ Delete_Alamrs() : void

ThemticMap

- id_Style: int

- Style_Name: String

- Color_Style: String

+ Get_All_Thematic_Map() : ThemticMap[]

+ Set_Themetic_Map(ThemticMap) : void

Layers

- id_Layer: int

- Name: String

- degree: float

- length: float

+ Set_Layers() : void

+ Get_Layers() : Layers[]

OsmLayer

- osmID: int

- aerialWay: String

- Boundary: String

- Brand: String

- wayarea: float

- place: String

- way: geometry

2G_Layer

- Vendor: String

- BSC: String

- Site_Phy: String

- BTS: String

- CELL_ID: int

- X: float

- Y: float

- AZIMUT: int

- Tilt: int

- Cell_NAME: String

3G_Layer

- Vendor: String

- RNC: String

- RNC_ID: int

- WBTS: String

- X: float

- Y: float

- AZIMUT: float

- RAC: String

- SAC: String

0..*

0..*

0..*

0..*

0..*0..*

0..*

0..1

1..*

0..*

0..*

1..*

1..*1..*

Delta_Params

- Date1: Date

- Date2 : Date

- Param: String

- Name: String

- Val1: String

- Val 2: String

+ Get_all_Params() : Delta_Params

Consulter

1..*

KPI

- DateTime: Date

- Cell_Name: String

- BSC_NAME: String

- CALL_DROP_RATE: Float

- TCH_TRAFIC: Float

- SDCCH_ASSIGN_FAIL_RATE: Float

- ...: Float

+ Get_Info_KPI () : KPI

Creer

Administrer

ConsulterConsulter

Changer

0..*


36

Le diagramme de la figure 20 illustre lensemble des classes et leurs associations. Nous

avons essay de simplifier ce diagramme travers une description globale:

La classe Layers modlise les tables de technologies utilis par loprateur Ooredoo, 2G

et 3G avec la configuration des couches.

La classe User est en association directe avec les classes dactions, qui corresponde aux

fonctionnalits excute par un utilisateur,

Conclusion :

Cette phase de conception permet de dcrire dune manire globale et dtaille, le

fonctionnement dsir du systme afin den faciliter la ralisation de lapplication. Nous

avons prsent les diagrammes qui dcrivent la conception de notre application. Cette phase

est une prparation pour ltape de ralisation que nous dtaillerons dans le chapitre suivant.

Nous prsenterons ainsi laboutissement de notre travail en dcrivant les langages et les

environnements utiliss.

Ralisation de la solution

CHAPITRE 5

Chapitre 5 : Ralisation de la solution

37

Chapitre5. Ralisation de la solution

Introduction :

Ce chapitre, venant de clturer ce rapport, dcrit les diffrentes tches de la ralisation

de la solution propose. Lenvironnement matriel et logiciel utilis pour le dveloppement

est lobjet de la premire partie suivi par une prsentation du travail effectu taye par des

imprimes cran. De mmes les diffrents outils de test et de simulation adopts font partie de

cette prsentation.

1. Environnement de dveloppement

Cette section est consacre la prsentation de lenvironnement matriel et logiciel

utilis pour la ralisation du projet.

1.1. Environnement matriel

Nous prsentons travers le tableau ci-dessous lenvironnement matriel qui nous a

permis de raliser notre application. Nous dcrivons, travers le tableau 2 lenvironnement

matriel qui nous a permis de raliser notre application :

Aspect technique Description

Systme dexploitation Windows 7

Systme dexploitation Entreprise Service Pack 1, 64 bit

Processeur Intel Core TM2 Duo CPU E4400

@2.00GHz 20.6 GHz

Mmoire installe 2Go

Disque dur 75Go

Tableau 3: Environnement matriel


38

1.2. Environnement logiciel

La mise en place de ce projet a ncessit lutilisation des logiciels et des outils suivants :

Tableau 4: Environnement technique

Aspect technique Description

Outil pour le chargement de fond de

carte

Osm2pgsql

Framework WEB

Symfony 2

Languages

Java, Python,

HTML5, Javascript , PHP,SQL

Serveur dapplication

Apache

Serveur Gographique Geoserver 2.5

Plateforme de dveloppement web

EasyPHP

SGBD

ORACLE, Postgres

SGBD Spatial

Postgis : Extension spatiale de Postgresql

IDE (Environnement de dveloppement)

Netbeans IDE 8.0

ETL Talend Spatial Data Integrator

Gestion de la base de donnes

PgAdminIII (Postgis) : Interface de gestion

des donnes spatiales.

Outils de conception Entreprise Architect

API

API Ajax Jquery pour la gestion des

intractions clients

API OpenLayers pour laffichage des donnes gographiques sur une map.


39

1.2.1. Outil pour la gestion de la base de donnes :

POSTGRES est un gestionnaire de base de donnes relationnelle. Il offre une extension

Postgis pour la gestion des bases de donnes gographique utilis dans notre projet de

systme dinformation gographique.

1.2.2. Outil pour le tlchargement du fond de carte :

Osm2pgsql : est un programme en ligne de commande qui convertit les donnes

d'OpenStreetMap pour bases de donnes PostgreSQL PostGIS. Nous avons utilis cet outil

pour la transformation du fichier export du carte OpenStreetMap de la Tunisie en une base

de donnes Postgres afin dexploiter une carte gographique.

1.2.3. Outil pour lETL :

Talend Open Studio (TOS) Talend offre un produit Big Data Open source puissant et

flexible simplifiant le fonctionnement les technologies Big Data et permettant de contrler et

damliorer les performances dune entreprise, sans avoir besoin de connaissances ou de

ressources spcialises.[3].

Il offre une extension spatiale SDI (Spatial Data Integrator) pour la gestion de

linformation go-spatiale qui rpond nos exigences.

En se basant sur sa compatibilit avec nos besoins, nous avons utilis Talend Spatial

Data Integrator pour effectuer lopration de lextraction, la transformation et le chargement

des donnes spatiales dans la base de donnes spatiale Postgis.

Pour raliser lopration dextraction, transformation et le chargement des donnes dans

la base de donnes PostGIS, on cre un job pour le chargement de donnes partir de la base

de donnes relationnels oracle.

Job1 : la reprsentation des BTS Consiste

Extraire les informations correspondantes aux BTS de la base de donnes Oracle (nom,

position)

transformer les coordonnes (X : longitude, Y : latitude) en un point laide du

composant s2DPointReplacer.

Lamlioration de la visibilit du BTS dans la carte gographique sous forme dun

cercle, nous avons augment le rayon partir du centre du point cre lavance en

utilisant le composant sBufferCalculator.


40

On finit par ltape de chargement dans la base de donnes Postgis.

Figure 22: Job chargement des BTS dans Postgis aprs transformation

Job 2 : Chargement du Workspace de la base Oracle dans un entrept Postgis

Ce Job joue un rle important dans la reprsentation des couches travers la

transformation des donnes arithmtiques reprsent sous forme dun point de coordonnes

(X, Y, Azimut) pour chaque BTS en polygone. Cette transformation ralise en utilisant

lobjet T_Map afin de tracer les points formant le polygone donc partir du point dorigine du

site physique nous calculons les points extrmes laide dune fonction mathmatique

combinant les trois lments cls : la longitude, la latitude et lazimut. Puis, nous passons la

liaison des points afin de former le polygone laide du langage WKT7.Enfin, nous projetons

les donnes sous le systme de projection WGS848avant linsertion des donnes dans la base

PostGIS et cela en appliquant un filtre sur les bandes de frquences 2G et 3G. La figure 22

illustre un exemple de chargement dun Workspace 2G dans la base de donnes spatiale

PostGIS.

7 WKT : (Well-known text) C'est un format standard en mode texte utilis pour reprsenter des objets gomtriques vectoriels issus des systmes dinformations gographiques 8WGS84 systme godsique standard mondial est un systme de rfrence permettant d'exprimer les positions au voisinage de la Terre.


41

Figure 23: Job chargement des donnes des cellules du rseau dans une Base de donnes

Gographique

1.2.4. Outil pour la reprsentation des cartes Gographiques :

Openlayers: Il sagit un client Web Mapping libre. Cest aussi une bibliothque JS

qui peut sintgrer directement dans le code de la page web et elle est compatible avec tous les

navigateurs web. Openlayers supporte les donnes transmises par un serveur cartographique

via les protocoles WMS et WFS. Elle se caractrise aussi par une documentation exhaustive,

une possibilit dinteragir avec les diffrents fournisseurs de cartes (Map providers) et un bon

nombre de fonctionnalits. [..]" La cartographie SIG en ligne ou Web mapping: les outils

libres "[4]

1.2.5. Serveur Gographique :

GeoServer : est un serveur informatique open source dvelopp en Java ddi au

partage et la manipulation des donnes gographiques, il implmente le Web Map

Service(WMS) de lOGC. GeoServer se base sur la bibliothque Java GeoTools qui intgre

un grand nombre de fonctions pour assurer linteroprabilit des donnes SIG.


42

1.2.6. Framework Web

Symfony 2 : est un Framework MVC9 libre crit en PHP 5. En tant que Framework, il

facilite et acclre le dveloppement de sites et d'applications Internet

Comme Symfony2a lev la qualit du code, il utilise un ensemble de design pattern qui

facilite le traitement et mise jour de lapplication.

Figure 24: Architecture Dtaill Symfony 2[5]

Foctory : Fournit une interface pour crer des familles d'objet lis ou dpendants sans

avoir spcifier leurs classes concrtes.

Faade : Fournit une interface unifie un ensemble d'interfaces dans un sous-systme.

La Faade dfinit une interface de plus haut niveau qui rend le sous-systme plus facile

utiliser.

9 MVC : Model View Controller est un pattern pour la sparation des couches.


43

Builder : Spare la construction d'un objet complexe de sa reprsentation, afin que le

mme processus de construction puisse crer des diffrentes reprsentations.

Composite : Compose des objets en structures d'arbres pour reprsenter des hirarchies.

Composite permet des clients de traiter des objets ou des compositions d'objets de la mme

manire.

Flyweight : instancier qu'une seule fois l'objet en question, et de l'hydrater au fur et

mesure du besoin.

2. Interfaces graphiques de lapplication

Nous allons dans cette partie prsenter les principales fonctionnalits du SIG

Dashboard

Aprs la phase de lauthentification, lutilisateur peut consulter toutes les fonctionnalits

offertes pour lanalyse de la qualit du rseau dans la page daccueil ci-dessous :

Figure 25: Page d'accueil de SIG aprs authentification


44

La page daccueil du module SIG contient deux volets : le premier volet pour

laffichage de la carte gographique et le deuxime volet pour les oprations gomtriques.

Nous allons dtailler chaque fonctionnalit comme suit :

Module de Golocalisation :

La figure 25 permet lanalyste deffectuer des oprations telles que la golocalisation

par rgion, par longitude et latitude et par nom du BTS.

Figure 26: Menu de Recherche d'un emplacement gographique

Module du choix du fond cartographique:

Cette fonctionnalit permet aux ingnieurs Radio la personnalisation de la visibilit du

Map par la slection du fond de carte satellite, routire ou hybride aidant de lanalyse de

limpact des caractristiques gologiques de lemplacement de la cellule dans sa qualit du

rseau et de :

- rpertorier lensemble des lments de rseau de loprateur et leurs paramtres de

fonctionnement : hauteur et orientation des antennes, puissance des metteurs, etc. ;

- de modliser la propagation des ondes radiolectriques, cest--dire lattnuation quelles

subissent en fonction de la distance, qui varie suivant la frquence dmission ainsi que la

typologie de lenvironnement (urbain, plaine, fort, obstacles naturels ou artificiels, etc.)

- dintgrer et de mettre jour des bases de donnes gographiques reprsentant la ralit du

terrain, en particulier la typologie de lenvironnement.

Ceci est illustr par la figure 26 :

Figure 27: Exemple de fond de carte cartographique


45

Module de Projection des informations d'adjacence:

Cette fonctionnalit projette sur carte les relations dadjacence entre les cellules du

rseau : fonctionnalit originale et non dveloppe dans les outils acquis. Ceci permet

danalyser les causes probables de coupure de communication cause dun problme de

paramtrage des relations de voisinage.

La figure 27 illustre une projection relle des cellules ayant des relations de voisinage

avec la cellule en question (en jaune). Si le niveau de signal atteint un certain seuil de

dgradation, lappareil mobile cherche la prochaine station ayant un niveau de signal plus

lev et cette nouvelle cellule doit obligatoirement tre dclare voisine avec lancienne

cellule pour poursuivre la communication sans avoir un impact client, do limportance de la

configuration de ces relations de voisinage dans le rseau.

Figure 28: Projection des informations d'adjacence


46

Module de Projection des alarmes de performance sur la carte:

Les alarmes performance ont t dveloppes par les quipes dOoredoo afin de dtecter

les ventuelles dgradations en temps rel. Ces alarmes ne sont visibles qu partir des

consoles des outils propritaires sans avoir une ide sur lemplacement exact des cellules en

question. Alors, en vue de centraliser les donnes, nous avons reprsent les cellules

dgrades portant des alarmes sur la map afin daider les analystes interprter les causes

probables de ces perturbations de la qualit de service.

Dans la figure ci-dessous, nous pouvons identifier les cellules portant des alarmes tout

en identifiant lindicateur de performance dgrad qui a t la cause du dclenchement de

lalarme :

Figure 29: Projection des alarmes de performance sur la carte

Module daffichage des cas probables d'interfrence :

Le principe de rseau est de diviser le territoire en de petites zones, appeles cellules, et

de partager les frquences radio entre celles-ci. Ainsi, chaque cellule est constitue d'une

station de base laquelle est associ un certain nombre de canaux de frquences bande


47

troite, sommairement nomms frquences. Comme prcdemment, ces frquences ne

peuvent pas tre utilises dans les cellules adjacentes afin d'viter les interfrences. En se

basant sur ce principe laffichage du des cas probables dinterfrences travers le SIG, on

pourra donner une meilleure visibilit des cellules interfres comme le montre la figure

29.Nous pouvons ainsi utiliser un filtre sur les cellules portant les mmes frquences :

Figure 30: daffichage des cas probables d'interfrence

Module daffichage des cellules ayant du changement de paramtres :

Les lments du rseau ou bien les cellules sont configurables travers des paramtres bien

dfinis (Le niveau de signal partir duquel le Handover sera dclench, lactivation du 3G, le

paramtrage des frquences ). Toute mauvaise configuration des paramtres sera

ventuellement lorigine des dgradations de la qualit de service et cette dgradation sera

ventuellement rsolu laide de la bonne reconfiguration des paramtres en question, do

limportance davoir une visibilit de lhistorique des changements des paramtres effectus


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Comme le montre la figure 30. Ceci aide les analystes rtablir les situations trav

rapport habboub

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