suivi et amélioration des kpis du cluster zmr 2g de casa pour le projet inwi v3

7/22/2019 Suivi et amlioration des KPIs du cluster ZMR 2G de CASA pour le projet INWI V3

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Suivi et amlioration des KPIs du cluster ZMR 2G de CASA pour le projet INWIDIDI OMAR Youness & SEBADO Kokou

Project de Fin dEtudes Page 1

Projet de fin dtudes

Ralis par : DIDI OMAR YounessSEBADO Kokou

Membres de Jury :

Mr. DEHMOUNI Hamza (Prsident, INPT)Mr. EL GHAZI Hassan (Encadrant, INPT)Mr.BOUHAMAME Mohamed (Examinateur, INPT)Mr. ADDIOUI Youssef (Encadrant, Huawei)

Mr.MAHTAT Omar (Encadrant, Huawei)

Suivi et amlioration des KPIs du

Cluster-ZMR 2G de CASA pour le

projet INWI


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dicacesA nos chers parentsA nos chers frres

A nos chres surs

A nos amis

A tous ceux qui nous aiment

Nous ddions ce modeste travailYouness et Kokou


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REMERCIEMENT

Nous tenons remercier dabord Mr. DEHMOUNI Hamza davoir

accept de prsider notre jury.

Nous tenons remercier monsieur Mr AHA Manager du dpartement

Radio HUAWEI pour son accueil chaleureux au sein de son

dpartement et pour ses qualits humaines et ses conseils.

Nous remercions galement notre encadrant de lINPT, Mr EL Ghazi

Hassan, pour sa disponibilit et son aide durant toute la dure de notre

Projet de Fin dEtudes.

Nous tenons exprimer notre profonde gratitude Mr. ADDIOUI

YOUSSEF, notre encadrant externe pour son incontestable contribution

laccomplissement de ce projet.

Nous ne manquons pas de remercier toute lquipe RNO/RNP de

Huawei spcialement : Omar, Reda ,Said, Abdelghani, Mohamed,

zakaria pour laide et les conseils judicieuxquils nont cesser denous

prodiguer durant ce projet.

Finalement, Nous tenons remercier toute personne ayant contribu de

prs ou de loin laccomplissement de ce travail.


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RESUMEDevant la croissance concurrentielle sur le march de tlphonie mobile au Maroc, le jeune

oprateur INWI se sert dun des plus dou des quipementiers internationaux Huawei

technologies pour surmonter ce dfit.

Dans ce cadre sinscrit notre projet de fin dtudequi sintitule Suivi et amlioration des

KPIs du Cluster-ZMR 2G de CASA pour le projet INWI dans lequel notre rle tait

lamlioration dindicateurs cls de performance(KPI) en se basant sur des mesures Drive

Test et OMC-R afin de russir lacceptation du cluster ZMR dtude.

Notre projet est le fruit dune tude approfondie qui a dabord touch les aspects radio du

rseau GSM avant de passer ltude de la solution propose par HUAWEI Technologies

pour loptimisation et le suivi des performances du rseau GSM de INWI. Ensuite et en vue

de complter nos connaissances thoriques par la pratique, nous avons ralis une tude de

cas applique la zone de mobilit restreinte CASA-ZMR. Des plans dactions relatifs

chaque type de problme dtects ont t conus et proposs loprateur client. La

validation des actions correctives prsentes par loprateur a donn lieu leur mise en

place, puis au suivi de leur impact sur les performances du Cluster-ZMR.


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ABSTRACTWith the increase of competition in mobile telephony market in Morocco, the young

operator INWI makes use of one of the most talented international equipment

manufacturers Huawei technologiesto overcome this challenge.

This context falls into our graduation project entitled "Monitoring and improving KPIs for

Cluster ZMR-2G of CASA for the project INWI "in which our role was the confection of key

performance indicators based on Drive Test and OMC-R measurement to grant the

acceptance of CASA-ZMR cluster.

Our project is the result of a comprehensive study which first hit the radio aspects of GSM

network before proceeding to the study of the solution proposed by Huawei Technologies

for optimization and performance monitoring of INWI GSM network. And then to complete

our theoretical knowledge by practice, we conducted a case study applied to the restricted

mobility zone CASA-ZMR. Action plans for each type of problem detected were designed and

proposed to the client operator. The validation of the corrective actions submitted to the

operator resulted in their implementation and then the monitoring of their impact on the

performance of cluster-ZMR.


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INWI

. " 2G "INWI OMC-R.

INWI . . .


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Sommaire

PRELIMINAIRE ........................................................................................................................................ 13

CONJECTURE ECONOMIQUE DU MARCHE DE TELEPHONIE MOBILE AU MAROC ............................ 13

PRESENTATION DU DEPARTEMENT RNP/RNO DE HUAWEI .............................................................. 14

INTRODUCTION GENERALE ................................................................................................................... 15

CHAPITRE 1 GENERALITES SUR LE RESEAU GSM ................................................................................... 16

1.1 INTRODUCTION ..................................................................................................................... 16

1.2 ARCHITECTURE DU RESEAU GSM ......................................................................................... 16

1.2.1 ALLOCATION DE LA BANDE DE FREQUENCE .................................................................. 16

1.2.2 TOPOLOGIE DU RESEAU ................................................................................................ 17

1.2.3 LA STATION MOBILE MS ................................................................................................ 17

1.2.4 LE SOUS SYSTEME RADIO BSS ........................................................................................ 18

1.2.5 LE SOUS SYSTEME RESEAU NSS ..................................................................................... 18

1.2.6 LES INTERFACES DES RESEAUX GSM ............................................................................. 18

1.3 LINTERFACE RADIO............................................................................................................... 19

1.3.1 BILAN DE LIAISON .......................................................................................................... 19

1.3.2 METHODES DACCES MULTIPLES................................................................................... 21

1.3.3 CODAGE CANAL ET MODULATION ................................................................................ 22

1.3.4 ORGANISATION DES MULTIPLES DE TRAMES................................................................ 23

1.3.5 LES CANAUX LOGIQUES ET PHYSIQUES ........................................................................ 23

1.3.6 LAVANCE TEMPOREL TA............................................................................................... 26

1.3.7 LA TRANSMISSION DISCONTINUE DTX .......................................................................... 26

1.3.8 LE CONTROLE DE PUISSANCE ........................................................................................ 27

1.3.9 LE SAUT DE FREQUENCES .............................................................................................. 27

1.4 ASPECTS DU RESEAU GSM ..................................................................................................... 28

1.4.1 LA GESTION DES RESSOURCES RADIO ........................................................................... 29

1.4.2 LE HANDOVER ................................................................................................................ 29

1.4.3 LA GESTION DE LA MOBILITE ......................................................................................... 32

1.4.4 SELECTION ET RE-SELECTION DES CELLULES ................................................................. 32


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1.4.5 LA MISE A JOUR DE LA LOCALISATION ......................................................................... 33

1.5 CONCLUSION ......................................................................................................................... 33

CHAPITRE 2 SUPERVISION ET OPTIMISATION DU RESEAU GSM ....................................................... 34

2.1 INTRODUCTION ..................................................................................................................... 34

2.2 LES OBJECTIFS DE LOPTIMISATION DU RESEAU.................................................................. 34

2.2.1 LA COUVERTURE ........................................................................................................... 34

2.2.2 LA CAPACITE DU RESEAU GSM ................................................................................... 34

2.2.3 LA QUALITE DE SERVICE .............................................................................................. 34

2.3 PROCEDURE D'OPTIMISATION DU RESEAU GSM .................................................................. 35

2.4 L'ACQUISITION D'INFORMATIONS DU RESEAU .................................................................. 36

2.5 COLLECTE DES DONNEES ..................................................................................................... 36

2.5.1 LE DRIVE TEST .............................................................................................................. 37

2.5.2 LES DONNEES DE L OMC-R.......................................................................................... 41

2.6 LANALYSE DES DONNEES.................................................................................................... 43

2.6.1 ANALYSE DU CALL DROP ............................................................................................. 44

2.6.2 ANALYSE DU HANDOVER FAILURE ............................................................................. 45

2.6.3 ANALYSE DE LA CONGESTION TCH............................................................................ 46

2.6.4 ANALYSE DE LA CONGESTION SDCCH ....................................................................... 47

2.7 RESOLUTION DES PROBLEMES ............................................................................................ 47

2.7.1 RESOLUTION DU PROBLEME DE LA COUVERTURE ..................................................... 47

2.7.2 RESOLUTION DU PROBLEME DINTERFERENCE............................................................ 48

2.7.3 RESOLUTION DU PROBLEME DE LA CONGESTION ..................................................... 50

2.8 LOCAL MAINTENANCE TERMINAL (LMT) ............................................................................ 51

2.8.1 EXECUTION DES COMMANDES .................................................................................... 51

2.8.2 LE MONITORING ........................................................................................................... 51

2.9 CONCLUSION ......................................................................................................................... 52CHAPITRE3ETUDE DE CAS DOPTIMISATION DU CLUSTER-ZMR DE CASA............................................ 53

3.1 INTRODUCTION ..................................................................................................................... 53

3.2 CONTEXTE DE LETUDE DE CAS............................................................................................. 53

3.3 OPTIMISATION DU CLUSTER-ZMR DE CASA .......................................................................... 54

3.3.1 ZONE DE LETUDE.......................................................................................................... 54

3.3.2 OPTIMISATION DE LA COUVERTURE ............................................................................. 55

3.3.3 OPTIMISATION DE LA QUALITE DU SIGNAL .................................................................. 58

3.3.4 OPTIMISATION DE CALL DROP. ..................................................................................... 60


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SOLUTIONS PROPOSEES ................................................................................................................ 62

3.3.5 OPTIMISATION DU HANDOVER ..................................................................................... 63

3.3.6 OPTIMISATION DE LA CONGESTION .............................................................................. 69

3.4 ETUDE DE LIMPACT DES SOLUTIONS PROPOSEES................................................................ 72

3.4.1 LA COUVERTURE ET LA QUALITE DE SIGNAL ................................................................. 72

3.4.2 LE CALL DROP ................................................................................................................ 73

3.4.3 LE HANDOVER ................................................................................................................ 73

3.4.4 LA CONGESTION ............................................................................................................ 74

3.5 CONCLUSION ......................................................................................................................... 75

CONCLUSION GENERALE ...................................................................................................................... 76

INDEX ..................................................................................................................................................... 77

ANNEXES ................................................................................................................................................ 80

RFRENCES.......................................................................................................................................... 83


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Liste des Figures

Figure 1: taux de pntration de la tlphonie mobile......................................................................... 13

: Figure 2 : nombre dabonns au service mobile par oprateur.......................................................... 13

Figure 3: Architecture du rseau GSM .................................................................................................. 17

Figure 4 : modle de bilan de liaison utilis .......................................................................................... 20

Figure 5: technique FDMA ..................................................................................................................... 21

Figure 6: Combinaison du TDMA et FDMA. ........................................................................................... 22

Figure 7: paquets GSM .......................................................................................................................... 23

Figure 8: organisation des multiples des trames .................................................................................. 23

Figure 9: Multiplexage TCH-SACCH le 12me FN de la multitrame est rserv pour la SACCH ............. 25

Figure 10: multiplexage des canaux de diffusion et CCCH sur lintervalle de temps 0 et 1.................. 25

Figure 11: cycle de contrle de puissance ............................................................................................. 27

Figure 12: protocoles de signalisation utiliss sur les interfaces Um, Abis et A ................................... 29

Figure 13: procdure de handover intra-BSC ........................................................................................ 31

Figure 14: procdure de handover inter-BSC ........................................................................................ 31Figure 15: algorithme du handover ....................................................................................................... 32

Figure 16: niveaux fonctionnels de la QoS ............................................................................................ 35

Figure 17: procdure adopte pour loptimisation du rseau GSM de INWI....................................... 35

Figure 18: aperu de linterface GENEX PROB v2.2............................................................................... 38

Figure 19: Drive test Route.................................................................................................................. 39

Figure 20: Exemple de route suivie en Cluster test ............................................................................... 39

Figure 21: aperu de linterface graphique de M2000.......................................................................... 41

Figure 22: aperu de linterface GENEX ASSUSTANT 2.2....................................................................... 44

Figure 23: mthode danalyse du call drop........................................................................................... 45

Figure 24: mthode danalyse du HO failure......................................................................................... 46Figure 25: mthode danalyse de la congestion.................................................................................... 47

Figure 26: aperu de linterface de NASTAR....................................................................................... 49

Figure 27: interface du LMT .................................................................................................................. 52

Figure 28: zone de ltude..................................................................................................................... 54

Figure 29: couverture dans le cluster ZMR ........................................................................................... 55

Figure 30: carte du RxLev proximit sites CAS-1164 et CAS-1093 ..................................................... 56

Figure 31: Amlioration aprs changement dans CAS-1164 et CAS-1093 ............................................ 57

Figure 32: qualit du signal dans le cluster-ZMR de CASA .................................................................... 58

Figure 33: Catre du Rxlev, RxQual et C/I dans la zone couverture de CAS-1064-3 ............................... 59

Figure 34: GSM UNKNOWN MESSAGE Figure 35: Plan BCCH du CAS-1164-3 .................. 59


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Figure 36: BCCH aprs modification ...................................................................................................... 60

Figure 37: Call Drop rate dans CAS_ZMR ............................................................................................. 60

Figure 38: Emplacement de call drop dans le cluster C5 ...................................................................... 61

Figure 39: Map du Rxlev au moment du call drop ................................................................................ 61

Figure 40: Solution propose pour remdier au call drop dans le cluster C5 ....................................... 62

Figure 41: GSM to GSM Incoming inter-cell handover .................................................................... 65

Figure 42: frquence BCCH de CAS-1141-1 et de ses cellules voisines ........................................... 65

Figure 43: interfrence band pour le TRX numro 998 de la cellule CAS-1141-1 .......................... 66

Figure 44: problme de BCCH dtects dans CAS-1177-3 .................................................................... 68

Figure 45: solution propose pour amliorer la qualit du signal et el C/I ........................................... 68

Figure 46: mesure de congestion de la cellule CAS-1138-2 .................................................................. 70

Figure 47 : Amlioration de la Qualit de signal en DL dans le site CAS-1164-3 .................................. 72

Figure 48: Taux du call drop dans le cluster CAS-ZMR ......................................................................... 73

Figure 49: amlioration du taux de succs HO radio dans la cellule CAS-1030-3 ................................ 73

Figure 50 : amlioration du taux de succs HO radio dans la cellule CAS-1058-1 ............................... 74Figure 51: amlioration du taux de succs du handover du cluster ZMR de CASA .............................. 74

Figure 52 : amlioration de la congestion TCH ..................................................................................... 75

Figure 53: amlioration de la congestion SDCCH .................................................................................. 75


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Liste des tableaux

Tableau 1 : allocation de frquences GSM ............................................................................................ 16

Tableau 2 : Paramtres et seuils de propagation Radio ........................................................................ 20

Tableau 3: Les canaux ddis ............................................................................................................... 24

Tableau 4: les canaux de diffusion ........................................................................................................ 25

Tableau 5 : les canaux de contrle commun ........................................................................................ 26

Tableau 6: exemple de paramtres dingnierie................................................................................... 36

Tableau 7: Correspondance entre RxQual et le taux derreurs binaire BER......................................... 40

Tableau 8: Correspondance entre RxQual et la qualit de service ..................................................... 40

Tableau 9: niveaux dinterfrence selon la puissance du bruit........................................................... 43

Tableau 10 : genres dalarmes traites................................................................................................. 43

Tableau 11: Nombre de cellules par cluster .......................................................................................... 54

Tableau 12: mesures de couvertures .................................................................................................... 56Tableau 13: paramtres dingnierie des sites CAS-1164 et CAS-1093 ............................................... 56

Tableau 14: changement dAzimuthet de tilt ....................................................................................... 57

Tableau 15 : modification du BCCH des cellules voisines de CAS-1164-3 ............................................. 60

Tableau 16: solution proposes pour le call drop dans CAS-ZMR ......................................................... 63

Tableau 17: Top 10 des cellules touches par le HO failure ................................................................... 64

Tableau 18 : rcapitulatif des cas traits HO dans CAS-ZMR ................................................................ 69

Tableau 19: problmes de congestion dtects dans la semaine du 23/05/2011 ............................... 69

Tableau 20 : modification dans la cellule CAS-1163-2 .......................................................................... 71

Tableau 21: Compteur OMC-R de congestion ....................................................................................... 71

Tableau 22 : taux de congestion SDCCH le 31/05/2011 pour le site CAS-1258 .................................... 71Tableau 23: liste des alarmes du site CAS-1258 le 31/05/2011 ............................................................ 72


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PRELIMINAIRE

Conjecture conomique du march de tlphonie mobile au Maroc

Le Maroc reprsente lun des marchs mobiles les plus avancs en Afrique. Il sagit l dunmarch en continuelle volution. Au terme du premier trimestre 2011, les chiffres publispar lANRT (figure ci-dessous) font ressortir un parc global Mobile de 33,6 millionsdabonns, le taux de pntration se renforce de 18,96 points 104,78% (contre 85,82% en

mars 2010). En revanche, La concurrence, dans le march mobile marocain, connat de nosjours une dynamique particulirement notable.

Figure 1: taux de pntration de la tlphonie mobile

Lintroduction dun nouvel oprateur sous la tutelle de Wana Corporate et lattribution de la

troisime licence GSM en 2009 commercialise sous la marque INWI a naturellement

bouscul le paysage de la tlphonie mobile au royaume comme le montre la figure cidessous.une hausse de 4.8 million dabonns est remarquable pour INWI qui a commencpar acqurir des parts de march importantes par lintroduction des nouvelles politiques decommercialisation ; la plus importante tant la tarification la seconde.

:

Figure 2 : nombre dabonns au service mobile par oprateur


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Prsentation du dpartement RNP/RNO de HUAWEI

Dans le cadre du projet INWI, le dpartement RNP&RNO de HUAWEI, a pour mission la mise

en place de la partie radio du rseau 2G depuis sa planification jusqu son exploitation.

Dans la phase de planification, la mission des ingnieurs RNP & RNO a consist dlaborer

une tude de terrain leur ayant permis de choisir les emplacements des sites et leursparamtres de planification.

Aprs linstallation des sites,une premire optimisation a eu lieu dans un objectif dajuster le

rseau sur la meilleure qualit de service permise par les ressources existantes. Dans ce

sens, les ingnieurs RNP & RNO ont tenu un suivi journalier du tableau de bord des

performances du rseau, ayant men une acceptance par le client. Une fois

loptimisation acheve et toutes les oprations valides et approuves par loprateur, la

phase de maintenance et doptimisation dynamique sest dclenche dans le but daccorder

dune manire volutive la qualit de service du rseau aux attentes des abonns.

Dans la phase courante doptimisation volutive du rseau, les ingnieurs RNP & RNO ont

pour fonctions principales de :

Quantifier les performances du rseau en adoptant diffrentes approches afin de donner

l'optimisation une plus large marge de manoeuvre dans l'analyse des incidents ;

Diagnostiquer les problmes du rseau en exploitant les mesures ralises ;

Concevoir et oprer des actions correctives au niveau du rseau afi n de challenger sa

qualit de service et de garantir auprs des clients des demandes d'accs au rseau sans

coupure ni congestion et une bonne qualit de signal.

Il est noter quavant de procder une quelconque intervention sur le terrain, les

ingnieurs RNP & RNO de HUAWEI sont tenus de remettre au dpartement radio de INWI,

une tude dopportunit et un rapport de motivation des actions recommandes. Dans le

cas o une demande dintervention nest pas approuve, un plan daction alternatif doit tre

propos.

A travers ce prliminaire, la mise en valeur de la notion de qualit de service est amorce,notamment par la prsentation des moyens et ressources que HUAWEI technologies dploie

afin de mener bien sa prestation de mise en place et doptimisation de la qualit de service

du rseau INWI.

La partie qui suit prsentera les notions de base des rseaux 2G.


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1CHAPITRE 1

GENERALITES SUR LE RESEAU GSM1.1 INTRODUCTION

La technologie des tlcommunications mobiles remonte aux annes 1920s lorsque le

systme de tlcommunication mobile bas sur les ondes courtes a merg, suite au

dveloppement de technologies de tlcommunication telles que la transmission radio

mobile, la gestion des canaux et la commutation de circuit. Divers systmes de

tlcommunications mobiles comme le tlphone cellulaire, lappel mobile ont merg

rapidement. En effet le rseau GSM (Global System for Mobile communications) est devenu

le systme de tlphonie mobile le plus populaire : plus de 200 pays lutilisent. Il s'agit d'un

standard de tlphonie dit de seconde gnration (2G) o les communicationsfonctionnent selon un mode entirement numrique. La norme GSM autorise un dbit

maximal thorique de 14,4 kbps et un dbit pratique de 9,6Kbps, ce qui permet de

transmettre la voix ainsi que des donnes numriques de faible volume. Vue limportance de

cette technologie pour notre projet de fin dtudes Nous prsenterons dans ce premier

chapitre une description gnrale de la thorie des rseaux GSM.

1.2 Architecture du rseau GSM

1.2.1 Allocation de la bande de frquence

Le systme cellulaire GSM est divis selon la bande de frquence utilise en GSM900M et

DCS1800Met EGSM900M avec un intervalle entre frquences porteuses de 200 KHz comme

le montre le tableau suivant :

Tableau 1 : allocation de frquences GSM

ARFCN: cest un numro qui spcifie une paire de frquences radio utiliss pour la

transmission et la rception sur linterface Um. Par exemple un ARFCN=1 indique deuxfrquences utilises par le mobile (en rception F1= 935MHz et en mission F2=890MHz).


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Les bandes de frquences GSM alloues par lANRT INWI sont la bande E-GSM

(975


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1.2.4 Le sous systme radio BSS

Le sous-systme radio assure la transmission radiolectrique et gre les ressources radio, il

prend en charge la transmission adapte au canal radio, et dcide du handover. Le BSS est

compos de deux parties : la BTS et le BSC.

BTS : La BTS (Base Transceiver Station) ou station de base, consiste en un ou un ensembledmetteurs-rcepteurs appels TRX. Elle est charge de la transmission radio.

La communication entre la station mobile et la station de base est ralise par linterface

Um, appel aussi interface radio.

BSC : Le BSC (Base Station Controler) ou contrleur de station de base est lorgane intelligent

du BSS. Son rle est de grer les ressources radio (configuration des canaux, transfert

intercellulaire (Handover) dune ou plusieurs stations de base (BTS), en plus dtablir le lien

physique entre les BTS et le commutateur de service mobile (MSC Mobile Switching

Center).

1.2.5 Le sous systme rseau NSS

Le NSS comprend les fonctions principales dtablissement des appels et gre aussi

litinrance. Il est compos de :

MSC : Commutateur de service mobile (MSC - Mobile Switching Center), Cet lment peut

tre considr comme le coeur dun systme cellulaire puisquil fait la gestion des appels, de

leur enregistrement et leur localisation. Le MSC agit en somme comme un nud dun

rseau commut.

HLR : Registre des abonns locaux (HLR Home Location Register), Il sagit dune base de

donnes contenant les informations sur les abonns dun PLMN : il contient lidentit IMSI,

le numro de labonn MSISDN ainsi que le profil de labonnement. Il contient galement la

position courante de chaque abonn grce au numro de VLR o il est enregistr.

VLR : Registre des abonns visiteurs (VLRVisitor Location Register), Cette base de donnes

contient temporairement des informations sur les terminaux prsents dans son secteur de

couverture. Ces informations proviennent du HLR et indiquent les services auxquels labonn

a droit. Le VLR est toujours associ un MSC et certains constructeurs lintgrent dans le

MSC.

EIR : Registre didentification dquipement (EIR Equipement Indentity Register), Cest une

base de donnes contenant les identits des terminaux valides. Une consultation du registre

permet de refuser laccs au rseau un terminal qui a t dclar perdu ou vol.

AuC : Centre dauthenticit (AuC Authentication Center), Le AuC est une base de donnes

protge qui contient une copie de la cl secrte inscrite sur la SIM de chaque abonn. Un

AuC est associ chaque HLR.

OMC: centre de maintenance et doprations et permet le suivi des quipements du rseau

ainsi lintervention au cas dalarmes, de congestion, de problmes Radio.

1.2.6 Les interfaces des rseaux GSM

Les diffrents composants du rseau de GSM sont relis entre eux par des interfaces biendfinies:


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Um: interface entre MS et BTS, dfinit le type de modulation, de correction d'erreur, des

informations de commande de puissance, etc.

Abis: Une interface entre les BTS et BSC dfinit l'affectation des canaux, des informations de

mesure de puissance, etc.

A: interface se situe entre le BSS et le MSC. L'interface gre lallocation de ressources radioappropri pour le SMS et gestion de la mobilit.

B: interface entre le MSC et le VLR utilise la carte de protocole MAP/ B. La plupart des MSC

sont associs un VLR, rendant l'interface B "internes". Chaque fois que le MSC veut

accder aux donnes concernant un MS situ dans sa zone, il interroge le VLR l'aide de la

MAP / B.

C: interface entre le HLR et un GMSC. Chaque appel provenant de l'extrieur de

GSM (par exemple, un appel du PSTN vers le MS) doit passer par une passerelle pour obtenir

les informations de routage ncessaires pour terminer l'appel, et le MAP/C est utilis pour

cette raison.D: interface entre les VLR et HLR, et utilise le protocole MAP/D pour l'change des donnes

relatives l'emplacement du MS et la gestion de la abonn.

E: L'interface E relie deux MSC. L'interface E changes de donnes lies au transferts dappel

entre MSC en utilisant le protocole MAP / E.

F: L'interface F relie le MSC l'EIR, et utilise le protocole MAP / F pour vrifier

le statut de l'IMEI que le MSC a rcupr du MS,

G: L'interface G relie deux VLR de deux MSC diffrents utilisant le Protocol MAP / G

pour le transfert de renseignements sur les abonns, par exemple lors de une procdure de

mise jour l'emplacement.

H: L'interface H est comprise entre les MSC, et utilise le MAP / H protocole pour soutenir le

transfert de messages courts.

1.3 Linterface radio

1.3.1 Bilan de liaison

La zone de couverture effective d'une station de base dpend en grande partie sur lesfacteurs suivants:- puissance d'mission du BTS- bande de travail utilis (900 MHz ou 1800 MHz)- le type d'antenne et l'emplacement- budget de puissance- l'environnement de propagation radio- Les porteuses, les exigences de couverture

Pour calculer le budget de la liaison montante et descendant on utilisera les paramtressuivants dans le tableau suivant :


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Environnement dapplication Indexes

Le premier tage des hauts

btiments dans les grandes

villes

Sensibilit du mobile: -102 dBm

Protection Fast fading: 3dB

protection (indoor) Slow fading: 7dB

perte de Pntration: 18dB

bruit dinterfrence: 2dB

protection bruit environnemental :2dB

Dans les voitures.

Le premier tage dans les

btiments gnraux.

Sensibilit du mobile: -102 dBm

Protection Fast fading: 3dB

Slow fading protection (indoor): 5dB


bruit dinterfrence: 2dB

protection bruit environnemental: 2dB

Plain air (Outdoor).

Mobile station sensitivity: -102 dBm

Fast fading protection: 3dB

Slow fading protection (indoor): 5dB


protection bruit environnemental 2dB

Tableau 2 : Paramtres et seuils de propagation Radio

Figure 4 : modle de bilan de liaison utilis

Avec :

-Pout b ou PIRE: Puissance Isotropique Rayone effectivement

- Poutm : puissance la sortie du MS- Gdb : gain de diversit de la BTS

-Pinb : puissance reu de la BTS

- pbn : puissance du bruit

-Lfb :perte dans le feeder

-Lfc :perte du combineur

-Pbt,Pbr : puissance de transmission et de rception.

- Gain de rception de lantenne Gab= Gain de l'antenne d'mission (d'aprs le thorme de

rciprocit)

Les quations suivantes sont utilis pour le calcule du budget de liaison :


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Pbr = Poutm + GamLd + Gab + GdbLfbPbn

Pinm=Pbt-Lcf-Lcb+Gab-Ld

1.3.2 Mthodes daccs multiples

Dans les systmes de communication mobile cellulaire, plusieurs terminaux peuvent

communiquer en mme temps utilisant les mmes stations de base. De ce fait, il est

ncessaire de distinguer les diffrents signaux changs. La solution de ce problme est

lutilisation des techniques daccs multiples. Il existe cinq types de technologie d'accs

multiples, savoir: accs multiple en division de frquence (FDMA), accs multiple en

division de temps (TDMA), accs multiple en division de code(CDMA), accs multiple

despace (SDMA), et accs multiple en division polaire (PDMA). La technologie daccs

multiple que la norme GSM utilise est une combinaison du TDMA avec FDMA On prsentera

dans la suite les technologies FDMA et TDMA uniquement.

1.3.2.1 FDMALa mthode daccs FDMA, ou accs multiple par division de frquences, repose sur un

multiplexage en frquences en divisant la bande de frquences en plusieurs sous-bandes.

Chacune est place sur une frquence dite porteuse, qui est la frquence spcifique du

canal. Chaque porteuse ne peut transporter que le signal dun seul utilisateur. La figure 3

illustre un multiplexage FDMA de N porteuses. Cette mthode ncessite une sparation

entre les porteuses pour viter les interfrences.

Figure 5: technique FDMA

1.3.2.2 TDMALa mthode TDMA, ou accs multiple par division de temps, offre la totalit de la bande

de frquences chaque utilisateur pendant une fraction de temps donne, dnomme slot,

le MS transmet dans la fentre temporelle qui lui a t alloue. Les diffrents slots sont

regroups en une trame, le systme offrant ainsi plusieurs voies de communication aux

diffrents utilisateurs. La succession des slots allous dans les trames forme un canal

physique. Le TDMA sapplique principalement la transmission de signaux numriques,

contrairement au FDMA, conu pour une transmission analogique. Toutefois, la combinaison

des deux techniques est envisageable. La figure 4 illustre une bande de frquences dj

divise par le FDMA en sous bandes centres autour de diffrentes porteuses. Chaque sous-

bande est ensuite partage en slots, suivant la mthode TDMA, ce qui permet daugmenter

considrablement le nombre dutilisateurs dans le rseau. titre de comparaison, le rseau GSM utilise un multiplexage frquentiel, appel FDD


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(Frequency Division Duplex), qui permet de diviser la bande de frquences en deux parties :

une voie montante, du mobile vers la station de base, et une voie descendante, de la station

de base vers le mobile. La technique TDMA partage ensuite les voies montantes et

descendantes en 8 slots par porteuse.

Figure 6: Combinaison du TDMA et FDMA.

1.3.3 Codage canal et modulationEn raison des interfrences lectromagntiques, la voix code ou les donnes transmises

sur l'interface radio doivent tre protges tant que possible. Le systme GSM utilise le

codage convolutionnel et des blocs d'entrelacement pour assurer cette protection. Les

algorithmes utiliss diffrent en fonction des diffrents dbits de donnes. Rappelons que le

codec vocal produit un bloc de 260 bits pour chaque chantillon de 20 ms. il a t constat

que certains parties de ce bloc sont plus importants que certains dautres en raison de la

qualit perue.

Les bits sont ainsi divises en trois classes:

-Classe 1 : 50 bits - les plus importants.-Classe 2 : 132 bits - modrment sensible aux erreurs et moins important.

-Classe 3 : 78 bits - moins sensible aux erreurs.

3 bits du codage cyclique de redondance pour la dtection des erreurs sont ajouts aux

bits de la Classe 1. Si une erreur est dtecte, la trame est jug trop endommage pour tre

dcod correctement et sera remplace par une version corrige. Ces 53 bits, ainsi que les

132 bits de classe 2 et une squence de queue de 4 bits (soit un total de 189 bits)

constituent lentre dun codeur convolutif dont Chaque bit en entre est cod deux bits en

sortie. Le codeur convolutif produit ainsi 378 bits, laquelle on ajoute les 78 autres bits de

classe 3, qui ne sont pas protgs. Ainsi, chaque chantillon de parole de 20 ms est cod sur

456 bits, ce qui donne un dbit de 22,8 kbps. Afin de mieux protger contre les erreurs

d'clatement commun l'interface radio, chaque chantillon est entrelac. Les 456 bits sont

divises en 8 blocs de 57 bits, et ces blocs sont transmis dans huit intervalles de temps

conscutifs. On utilise chaque intervalle de temps peut transporter deux blocs de 57 bits,

chaque slot peut transporter le trafic de deux chantillons de parole diffrents. Rappelons

que chaque intervalle de temps est transmis un dbit brut de 270,833 kbps. Ce signal

numrique est modul sur la frquence porteuse analogique, qui a une bande passante de


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200 kHz, en utilisant la modulation GMSK. GMSK a t slectionn pour assurer l'efficacit

spectrale et limiter les rayonnements non essentiels.

Figure 7: paquets GSM

1.3.4 Organisation des multiples de trames

La norme GSM fixe une organisation prcise pour les multiples des trames : la multitrame, la

supertrame et lhypertrame:

Time slot (5us) : 156,35 bit.

Bit : 3,69us

Figure 8: organisation des multiples des trames

1.3.5 Les canaux logiques et physiques

Dans le rseau GSM, chaque cellule a plusieurs frquences porteuses et chaque frquence

possde huit intervalles de temps, offrant huit canaux physiques de base. La voie logique


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effectue un multiplexage temporel dans les canaux physiques.Les canaux logiques

transmettent diffrents types d'informations entre la BTS et le MS, comme la signalisation et

les services de donnes.

Il existe deux catgories de canaux logiques:

-les canaux ddis: ils sont constitus des canaux de trafic et de signalisation (TCH, SDCCH)

ainsi que les canaux de contrle ddis (SACCH, FACCH).

- les canaux non-ddis ou communs: ils sont diviss en deux, les canaux de diffusion

(BCCH, SCH, FCCH) et les canaux de contrle communs ou CCCH (PCH, RACH, AGCH, CBCH).

1.3.5.1 Les canaux ddisIls fournissent les ressources ncessaires un mobile pour couler le trafic et prserver le

lien radio. Le mobile se voit attribuer une paire de slots o il est seul mettre et recevoir.

Les canaux de trafics TCH transportent la voix code ou les donnes de labonn.

Tableau 3: Les canaux ddis

Une frquence de la porteuse peut fournir huit TCH/F ou seize TCH/H. Les types de canaux

vocaux sont classs comme suit:

Voix plein dbit amliore TCH (TCH/EFS) 13Kbit/s

Voix plein dbit 9.6 Kbit/s TCH (TCH/F9.6)

Voix moiti dbit amliore 4.8 Kbit/s TCH (TCH/F4.8)

Voix moiti dbit 2.4 Kbit/s TCH (TCH/F2.4)

Le dbit de la voix est choisi selon lenvironnement radio ou suite la capacit du rseau.

Les canaux logiques sont souvent multiplexs sur les voix physiques :


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Figure 9: Multiplexage TCH-SACCH le 12me FN de la multitrame est rserv pour la SACCH

Figure 10: multiplexage des canaux de diffusion et CCCH sur lintervalle de temps 0 et 1

1.3.5.2 Les canaux de diffusionIls servent diffuser des donnes relatives une cellule permettant chaque mobile

d'accrocher au systme local en rcuprant les paramtres ncessaires. Le tableau suivant

donnera plus de dtail sur les canaux de diffusion.

Tableau 4: les canaux de diffusion

1.3.5.3 Les canaux de contrle communIls sont rservs pour les oprations de gestion des communications (tablissement,allocation de canaux de signalisation).


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Tableau 5 : les canaux de contrle commun1.3.6 Lavance temporel TA

La transmission du signal a un retard. Si le MS s'loigne de la BTS pendant un appel, le

signal de la BTS au MS sera retard, de mme pour le signal du MS vers la BTS. Si le dlai

est trop long, le message transmis dans lintervalle de temps correspondant ne peut pas

tre correctement dcod, et cet intervalle de temps peut mme se chevaucher avec celui

du prochain signal en provenance dun autre MS, rsultant en une interfrence entre

intervalle de temps. Par consquent, l'en-tte du rapport de mesure envoye par le MS

porte la valeur du TA utilis. La BTS surveille le temps d'arriv des appels et envoie des

commandes incitant le MS envoyer la nouvelle valeur de l'avance temporelle (TA). Cettedernire est comprise entre 0 et 233us. La porte maximale dune cellule est 35Km. Le TA

est calcul comme suit :

TA =1/23.7us/bit63bit*c

3.7us/bit est la dure d'un bit (156bit/577us), 63bit est le maximum de bits pour la

coordination de l'intervalle de temps, c est la vitesse de la lumire (taux de transmission du

signal); 1 / 2 est lie aller-retour du signal. Selon la description qui prcde, 1 bit ou 3.7us

du retard signifie 554 m, en raison de l'influence du phnomne multi-trajets et la prcision

de la synchronisation du MS, le TA peut tre d'environ 3 bits (1,6 km).

1.3.7 La transmission discontinue DTX

Pendant la communication, une personne parle moins que 40% du temps de la conversation

normale, aucune information utile nest transmise au cours la priode de repos de 60%. Si

toutes les informations sont transmises au rseau, beaucoup de ressources seront

gaspilles, en outre, l'interfrence ne fera qu'aggraver. Afin de rsoudre ce problme, le

GSM adopte la technologie DTX pour interrompre la transmission du signal lorsqu'il n'ya pas

de signal vocal. Par consquent, le niveau d'interfrence est rduit.


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Les avantages du DTX sont numrs ci-dessous:

- DTX en voix montante peut conomiser les piles MS et de rduire les interfrences.

- DTX en voix descendent peut rduire la consommation d'nergie et de rduire

l'intermodulation dans la BTS.

Ces deux technologies utilises ensemble peuvent amliorer le taux de succs de transfert

dappel. En plus lorsqu'il le saut de frquence est activ la capacit du systme crot

considrablement.

1.3.8 Le contrle de puissance

tant donn que la BTS peut prendre en charge plusieurs appels dans le mme temps, le

niveau de signal devrait tre rapidement rduit dans la nouvelle connexion. Sinon, d'autres

appels pris en charge par la BTS vont se dtriorer et les appels dans d'autres cellules seront

galement touchs. Le but de l'tape de rglage initial est de rduire rapidement la

puissance d'mission du MS.

La commande de changement de puissance MS (PC) et l'avance du temps (TA) ncessaire

seront envoys au MS dans len-tte de chaque bloc SACCH en voie descendante. Le MS

configure le niveau de puissance qu'il utilise maintenant dans son bloc d'informations SACCH

montant et l'envoie au BTS dans le rapport de mesure. Un seul message de commande de

puissance ne fait pas passer le MS au niveau requis immdiatement. Le taux maximum de

variation de puissance MS est de 2 dB pour toutes les 60 ms.

Figure 11: cycle de contrle de puissance

1.3.9 Le saut de frquences

Avec le volume de trafic croissant et les ressources limites en frquence, la rutilisation

des frquences est de plus en plus agressive. Par consquent, rduire les interfrences

devient de plus en plus remarquable. Le but est d'utiliser pleinement le spectre actuel, ledomaine du temps et les ressources de l'espace. Les mesures cls comprennent le saut de


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frquence, la transmission discontinue (DTX), et le contrle de puissance. Le saut de

frquence peut galement rduire efficacement l'influence des vanouissements rapides

ainsi consolider la scurit du rseau. On distingue deux types de saut de frquence :

le saut de frquence en bande de base :A chaque TRX install sur la cellule, on fait correspondre une frquence particulire.

Cest le Time Slot considr qui saute sur tous les TRX toutes les trames TDMA. Le

Time Slot 0 qui correspond au BCCH ne saute pas, cette technique nest plus utilise

car si un TRX tombe en panne toute la cellule ne pourra plus fonctionner.

le saut de frquence synthtis:

Le nombre de frquences sur lesquelles on saute est suprieur au nombre de TRX

installs sur la cellule. On peut sauter sur toute la bande GSM alloue si on veut.

Cest le TRX qui change de frquence toutes les trames TDMA. Le Time Slot ne saute

plus. Le TRX du BCCH ne saute pas. cette technique est celle utilise dans le rseauGSM de INWI.

En combinant la technique TDMA et la technique du saut de frquence FH, on

obtient la mthode de base daccs du GSM : FH/TDMA. Le saut de frquence nest

pas activ lorsque la charge du rseau est faible mais lorsque le SFH est actif, le canal

physique utilise un ensemble de porteuses parcourues selon une squence de saut.

Cette squence peut tre cyclique ou pseudo-alatoire, et elle est dfinie sur un

ensemble de N (


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Figure 12: protocoles de signalisation utiliss sur les interfaces Um, Abis et A

Le protocole de signalisation dans le systme GSM est structur en trois couches

principales. La couche 1 est la couche physique, qui utilise le canal discut ci-dessus sur

l'interface air. La couche 2 est la couche liaison de donnes utilisant une version modifie du

protocole LAPD utilis dans le RNIS, appel LAPDm. La couche 3 du protocole de signalisation

GSM est elle-mme divise en 3 sous-couches.

-Gestion des Ressources Radio: Contrle de la configuration, la maintenance et les transferts

dappels.

-Gestion de la Mobilit: gestion de lenregistrement et la mise jour de localisation, ainsi

que la scurit et l'authentification.

-Gestion de la Connexion : poigne de contrle appel gnral, et gre des services

supplmentaires ainsi que les appels courts.

1.4.1 La gestion des ressources radio

La couche de gestion des ressources radio (RR) supervise l'tablissement du lien radio

entre la station mobile et le MSC. Les principales composantes fonctionnelles concernes

sont la station mobile, le BSS, ainsi que le MSC. La couche RR est concerne par la gestion de

la session RR, qui est le temps dont le mobile est en mode ddi. Une session RR est

toujours initie par le MS travers la procdure d'accs, que ce soit pour un appel sortant,ou en rponse un message de demande de localisation. En outre, il assure la gestion des

fonctions radio comme le contrle de la puissance, la transmission et la rception

discontinue, et avance temporel.

1.4.2 Le Handover

Dans un rseau cellulaire, les liaisons radio ne sont pas affectes de manire permanente

pendant la dure d'un appel. Le Handover est le transfer d'un appel en cours vers un autre

canal dune autre cellule. L'excution et les mesures ncessaires pour le Handover est une

fonction de base de la couche RR, nous prsenterons par la suite une description dtaille duhandover.


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1.4.2.1 Principe du handoverEn tant que technologie cl dans le systme de tlcommunication mobile cellulaire, le

handover (HO) rduit le taux de coupure dappel (Drop rate) et les interfrences du rseau.

La procdure du handover se compose du dclenchement, prparation, dcision, et

excution du handover.

La dcision du HO dpend des rapports de mesures MRs envoys par le MS par le biais du

SACCH et le MR de la liaison montante envoy par BTS, Ces deux rapports sont envoys au

BSC dans le mme temps pour effectuer la dcision. Les informations systme qui incluent

les paramtres de la cellule active et la cellule voisine sont envoys au MS en mode ddi

travers la liaison descendante de mesure SACCH, Les rapports du MS comprennent le RXLEV

des cellules voisines et la qualit de la voix, la valeur du TA adopt, la commande de

puissance et une indication sur lutilisationdu DTX, en se basant sur ces informations le BSC

dcide de permettre un handover ou non.

1.4.2.2 Les types du handoverLe handover doit tre effectue travers le temps dans des conditions diffrentes pour

assurer une bonne qualit de communication. Le HO est devis en deux catgories :

Le HO durgence qui inclus:

Direct retryHO est dclench au cours de ltablissement dappel, leSDCCH est

affect dabord etensuite le TCH. Si la cellule de service na pas un TCH disponible,la

tentative dappelchoue cause de la congestion TCH. La fonction dattentepeut

tre active pour laisser suffisamment de temps pour le systme de slectionner une

cellule voisine directe disponible et ressayer nouveau.

TAHO peut tre utilis pour contrler la zone de couverture du BTS. Lorsque le BSC

trouve que la valeur TA dclars par le MS est plus lev que marge dfinie, TA HO

est lance.

BQ HO est dclench lorsque le BSC trouve dans les MRs du MS et BTS que le taux

derreurbinaire de la liaison montante ou descendante est suprieur la marge BQ

HO dfinie.

Interfrence HO est dclench lorsque le BSC trouve dans les MRS que le niveau desinterfrences soit en voix mandante ou descendante est suprieur au seuil dfinit.

HO de partage de charge est dclench lorsque le BSC trouve dans le MR de la BTS

que le seuil remplissage des canaux de trafic TCH est franchi et quune cellule voisine

possde des ressources supplmentaires pour acheminer lappel.

Le HO normale qui inclus :

Dans lEDEG HO le niveau de signal du bord de la cellule voisine devrait tre plus

lev que celui de la cellule de service avec une certaine valeur. Cette valeur est

appele la marge HO du bord. La marge HO bord devrait tre plus lev que le niveaudaccsminimal du MS.


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Niveau HO est dclench lorsque le MS se trouve dans une zone ou deux cellules

couvrent mais nappartenant pas au mme niveau et favorise les cellules prioritaires

dans notre cas ce sont les cellules DSC1800.

PBGTHO bas sur le total des pertes et consiste chercher une cellule avec moins de

perte de chemin et de dcider si le HO est ncessaire. La plus grande diffrence entrele HO PBGT et dautres, cest que la condition qui le dclenche qui est la perte de

chemin, pas la puissance de rception.

FM HO est dclench lorsque le BSC dtecte que le MS se dplace rapidement, le

BSC dcide deffectuer le HO une cellule qui couvre une zone gographique plus

large afin dviter des handover frquents.

Figure 13: procdure de handover intra-BSC

Figure 14: procdure de handover inter-BSC


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Nous avons accord une attention particulire ladaptation et la coordination de diffrents

types du HO.

1.4.2.3 Algorithme du HOLes rapports de mesures sont envoys au BSC dune manire continue, le traitement de la

pnalit commence par pnaliser la cellule cible lorsque un HO choue et la cellule de

service quand un HO durgence est effectue, les cellules sont ensuite classs suivant leurs

priorits et une dcision du HO est effectue lorsque une ou plusieurs conditions normales

ou durgences sont vrifis selon lalgorithme suivant:

Figure 15: algorithme du handover

1.4.3 La gestion de la mobilit

La couche de gestion de la mobilit (MM) est au-dessus de la couche RR, et gre les

fonctions qui dcoulent de la mobilit de l'abonn, ainsi que les aspects d'authentification et

de scurit. La gestion de la localisation permet au systme de connatre l'emplacement du

MS afin que le routage des appels entrants puisse tre accompli.

1.4.4 Slection et re-slection des cellules

Lorsqu'un MS est allum, il tente de contacter le GSM PLMN que permis la carte SIM et

slectionne une cellule pour extraire les paramtres de la voie balise (BCCH) et d'autres

informations systme. Ce processus est appel la slection de cellule.

Lorsque le MS ne Stock aucun information BCCH, il recherche les informations systme de

tous les canaux RF GSM900M et DSC1800M pour obtenir le niveau de signal de chaque canal

RF, et calcule la valeur moyenne du niveau du signal se basant sur au moins cinq chantillons

de trois cinq secondes, puis organise ces canaux dans l'ordre dcroissant pour slectionne

le meilleure BCCH avec un NCC que permet la carte SIM.

Dans la re-slection de cellules, le tlphone mobile lit les d'information des six BCCH (dansla BA-list) ayant les signaux les plus puissants. Le MS re-slectionne une cellule voisine


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comme cellule de service sous certaines conditions telles que le niveau de signal et sa qualit

et l'tat d'accs de la cellule voisine.

1.4.5 La mise jour de la localisation

Un mobile allum est inform d'un appel entrant par un message envoy sur le PCH d'une

cellule. Un extrme serait de diffuser les messages de paging dans tout le rseau pour

chaque appel, ce qui est videmment un gaspillage de la bande passante radio. L'autre

extrme serait pour le mobile d'informer le systme au moyen de messages de mise jour

de localisation de son emplacement actuel pour chaque cellule. Il faudra donc router les

messages de paging vers une seule cellule, mais il serait trs inutile en raison du grand

nombre de messages de mise jour de localisation. La solution utilise dans le GSM est de

grouper les cellules en zones de localisation et dattribuer un code pour chaque groupement

ce code est dit LAC.

La mise jour de localisation est dclenche soit par le MS quand il slectionne une celluleayant un code de zone localisation LAC diffrent de celui stock ou suite la demande du

MSC, elle peut tre configure pour tre lance priodiquement par le MS. le MS envoie un

message SABM Sur la SDCCH pour informer le rseau de son nouvel emplacement (nouveau

LAC) le MSC authentifie premirement le MS , ensuite met jour son VLR, si tout se passe

bien le MS reoit une message de la part du MSC indiquant la russite de la procdure et se

voit attribuer un nouveau TMSI.

1.5 Conclusion

Dans ce chapitre on a donn un aperu sur larchitecture des rseaux GSM et les diffrentesinterfaces. Notre attention sest porte tout fondamentalement sur linterface radio, en

donnant les diffrentes mthodes daccs, les diffrents canaux mis en uvre ainsi que les

technologies de transmission discontinue et le saut de frquence.

Nous avons aussi mis laccent sur les principaux aspects du rseau GSM permettent la

gestion des ressource radio, la mobilit des abonns, des communications Dans le chapitre

suivant, nous essayons de dcrire la solution propose par Huawei pour la planification et

optimisation du rseau GSM dans le cadre du projet INWI.


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2 CHAPITRE 2

SUPERVISION ET OPTIMISATION DU RESEAU GSM

2.1 IntroductionL'optimisation dun rseau GSMvise amliorer les performances du rseau en prenant

avantage des ressources existantes et consiste mettre en place un processus efficace de

collecte et de suivi des indicateurs cls de performance (KPI).

Du point de vue des oprateurs, Ils esprent configurer le systme de faon rationnelle,

utiliser les ressources rseau au maximum, accrotre les bnfices conomiques du rseau

et de rduire les cots d'exploitation grce l'optimisation du rseau.

Du point de vue des utilisateurs, ils esprent obtenir des services de tlcommunication

satisfaisants dans le rseau vis--vis de la stabilit, la qualit, et le cot

2.2 Les objectifs de loptimisation du rseau

Loptimisation dun rseau GSM consiste rechercher un quilibre entre la couverture, la

capacit et la qualit de service fond sur l'investissement rationnel des ressources et des

frquences limites, ralisant ainsi le meilleur taux de retour sur investissement.

2.2.1 La couverture

Le rseau GSM est un rseau cellulaire cest dire que le territoire nationale est partag

en de petites zones appel cellule . Chaque cellule est gre par une BTS. La couverture

est le rapport entre la superficie des parties de la cellule o le signal mis par les antennesde la BTS parviennent avec un niveau dtectable par le mobile dun utilisateur quelconque

et la superficie totale de la cellule. En partant du principe du service universel, chaque

oprateur est tenu doffrir une couvertureau moins suprieure 95%.

2.2.2 La capacit du rseau GSM

La capacit dun rseau GSM est le trafic maximal que ce rseau peut transporterpendant

une priode donne .Lobjectif de tout oprateur de tlcommunication en gnral et de

INWI en particulier est de pouvoir vhiculer le trafic de tous ses abonns en tout moment.

2.2.3 La qualit de service

La recommandation E-800 de l UIT (Union Internationale des Tlcommunication) dfinit

la qualit de service QoS ( Quality of Service ) comme : l effet global produit par la qualit

de fonctionnement dun service qui dtermine le degr de satisfaction de lusager dun

service .La QoS comporte loprabilitdu service, laccessibilit au service, le maintien du

service, lintgrit du service et la continuit du service .


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Figure 16: niveaux fonctionnels de la QoS

2.3 Procdure d'optimisation du rseau GSM

La figure ci-dessous prsente le processus adopt pour optimiser le rseau GSM

Figure 17: procdure adopte pour loptimisation du rseau GSM de INWI


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2.4 L'acquisition d'informations du rseau

Dans cette phase nous sommes tenus de confirmer les paramtres rels d'ingnierie et

les paramtres du rseau, l'enqute de l'environnement radio local et les points o le

trafic est important, et de comprendre l'exigence du client. Voici un exemple des

paramtres dingnierie du rseau GSM de INWI :

BSCName Site

Name

CELLNAME longitude latitude azimuth BCCH BSIC LAC CI Mec.

tilt

Elect

tilt

CAS-1 Site1 Site1-2 -7.58381 33.5741 140 1015 11 3 10100 3 2

CAS-2 Site2 Site2-3 -7.54391 33.5853 150 1009 31 4 10065 2 1

Tableau 6: exemple de paramtres dingnierie

BSC Name: C est le nom de la BSC laquelle appartient la cellule .

Site Name: C est le nom de la BTS laquelle appartient la cellule .

CELLNAME : C est le nom de la cellule courante .

Longitude et latitude sont les cordonnes gographiques de la cellule

Azimuth: C est la direction dans laquelle l antenne de la cellule met le maximum de

puissance . Il est exprim en degr. Le Nord tant pris comme lAzimuth de degr 0.

BCCH: C est le ARFCN de la frquence porteuse sur laquelle sont transportes les

informations du canal logique BCCH et parfois aussi du canal logique SDCCH

BSIC: C et un numro de 0 77 qui permet de distinguer deux cellules ayant le mme

BCCH .

LAC : les BTS sont regroups par zone gographique appel zone de localisation. A

chaque zone de localisation est attribue un code appel LAC.

CI: numro identifiant dune faon unique une cellule dans le rseau de INWI.

Mec tilt: cest langle dinclinaison de lantenne dune cellulepar rapport la vertical.

Elec tilt: il permet dagir sur la dformation du lobe principal dans la zone de couverture.

Pour collecter ces informations nous avons utilis un progiciel dvelopp par HUAWEI qui

sappelle BSC Local Maintenance Terminal (LMT) dont nous donnerons les dtails plus loin

dans ce document.

NB :une cellule est un secteur dune BTS.

2.5 Collecte des donnes

Dans cette deuxime phase nous sommes tenus de collecter des statistiques du trafic

de donnes et d'alarmes via l OMC-R, les donnes du drive test , et le reflet


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objectif du MS. Il existe deux mthodes principales de collecte de donnes : le Drive

Test ( DT) et les compteurs de l OMC-R.

2.5.1 Le drive test

Le Drive Test ( DT ) vise valuer les performances du rseau du point de vue des

utilisateurs . Les performances recherches sont : le taux de connectivit , la couverture ,

le taux de coupure d appel (Call Drop) , le taux de russite ainsi que le taux dchec de

handover

Les outils du drive test

2.5.1.1 Les outils matrielsTEST MS

Le Test MS est un tlphone mobile spcial conu par HUAWEI et que nous utilisons pour

effectuer le Drive Test . Le test MS peut afficher la cellule de service d'un rseau detlcommunication mobile et les six cellules voisines. Il peut galement tre utilis pour

tester les paramtres du rseau. Le test MS peut tre connect un ordinateur, il peut donc

recueillir et analyser les donnes avec l'aide du logiciel de drive test . Il existe deux sries

de MS fabriqu et utilis par HUAWEI : la MS U12OE et la MS 6100.

Le GPS

Le GPS est un outil de golocalisation .Une fois connect un ordinateur ,le GPS nous

permet de connatre instantanment notre position sur la carte du maroc import dans lelogiciel du Drive Test.

UN ORDINATEUR

Pour effectuer un Drive Test , nous nous quipons toujours dun ordinateur portable auquel

seront connects les autres matriels du Drive Test et sur lequel est install un logiciel de

Drive Test .Ceci nous permet de visualiser instantanment les diffrents indices de

performance du rseau , de suivre le chemin indiqu par le GPS et de sauvegarder les

donnes enregistres par le test MS pour une analyse ultrieure dans des fichiers appels

logfiles.

2.5.1.2 Les outils logicielsGENEX PROBE V2.2

Cest le principal logiciel de Drive Test utilis par Huawei. Il peut tre install sur un

ordinateur portable ordinaire .Il est essentiellement responsable de la collecte des donnes

sur linterface Um aussi bien dans le sens montant que sur le sens descendant. Si les BTS

et la carte du relief des zones de test sont imports alors la piste du drive test , les

paramtres radio de chaque point de test , et les principales informations de la cellule de

service, des cellules voisines, et l interface Um peuvent tre observs.


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Figure 18: aperu de linterface GENEX PROB v2.2

2.5.1.3 La technique du drive testLe Drive Test se fait en voiture qui roule une vitesse normale ou stationne. Le Test

est divis en deux grandes parties : Le Shake down test et le cluster test

Le shake down test

Le Shake down est un test qui sert tester les performances dun secteur toute seule

et sa capacit faire un handover (transfert d appel ou de trafic) vers les autres cellules

de la mme BTS. Il est divis en deux parties galement : les tests statiques et les tests

de handover.

Les tests statiques

La voiture est stationne en face dun secteur et le test MS est en visibilit directe par

lantenne du secteur concern, ainsi le niveau du signal reu devra tre suprieur -45dbm

.Pour chaque cellule ou secteur on effectue trente cinq appels de trente secondes (short

call ) , un tlchargement d un fichier ( download ) , un chargement de fichier (upload) et

un ping vers le serveur EDGE de la cellule.

Les tests de handover

Dans cette phase du test , on fait le tour de la BTS dans les deux sens comme le

montre la figure suivante . On utilise deux MS de test. sur le premier MS on lance un appel


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long (Long call ) qui dure tout le temps du test et on lance aussi un tlchargement (

Download ) partir des serveurs EDGE des cellules de la BTS . Sur le deuxime MS on

lance un chargement de fichier ( Upload ).

Figure 19: Drive test Route.

Le cluster test

Ce test a pour objectif de tester la capacit dun ensemble de BTS fonctionner ensemble

de faon cohrente et assurer la continuit dun service de tlcommunication. Pendant

cette phase du test , on parcourt des grands axes routiers regroupant plusieurs BTS .On

utilise trois mobiles de test . Sur le premier mobile on effectue des appels de courtes

dures ( Short Call ), sur le deuxime mobile, on effectue des appels longs ( Long Call ) et

sur le troisime mobile on effectue des Test de PS (Packet Switched). Voici un exemple de

route de cluster test.

Figure 20: Exemple de route suivie en Cluster test

2.5.1.4 Principaux indicateurs relevs du Drive TestVoici les principaux indicateurs relevs au cours du Drive Test :


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Call Drop Rate (%): le taux d abandon d appel

Call setup time (s): Le temps ncessaire l tablissement dun appel

Mobile Rx Power (dbm): la puissance moyenne reu au niveau du mobile

Mobile Tx Power (dbm): puissance moyenne mise par le mobile .

C/I : rapport entre la puissance du signal et linterfrenceintra-BSC Hand-off SuccessRate (%): Taux de russite du handover dans le mme BSC

Inter-BSC Hand-off Success Rate(%): Taux de russite du handover entre deux BSC

diffrents

Inter-Band Hand-off Success Rate: taux de russite de handover inter- bande entre le

GSM900M et le DSC1800.

Rxlev (dbm): mesure le niveau du Signal en chaque point du test .

RxQual (nombre entre o et 7): mesure la qualit du signal en chaque point du Test : il est

calcul partir du BER ( taux derreur binaire)

Tableau 7: Correspondance entre RxQual et le taux derreurs binaire BER

Tableau 8: Correspondance entre RxQual et la qualit de service

2.5.1.5 Les avantages du drive test Le Drive Test permet danalyser en profondeur les problmes du rseau

L Drive Test permet de savoir avec prcision les emplacements des call Drop

ou des handover failures.

Le Drive test permet de prendre en considration la topologie gographique

et autres facteurs environnementaux

2.5.1.6 Les inconvenients du drive test Drive Test est trs coteux en argent, en ressources et aussi en temps.


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Les Donnes du drive Test deviennent obsoltes ds le changement des

Azimuth ou des tilts.

2.5.2 Les donnes de l OMC-R

Le deuxime moyen de collecter les donnes du rseau est de visualiser quotidiennement

les donnes de L OMC-R partir de loutil M2000 .

2.5.2.1 M2000M2000 est un logiciel client du serveur OMC. M2000 contient une multitude de compteurs

regroups par thme permettant danalyser les problmes couramment rencontrs dans

un rseau GSM notamment le call drop, le handover failure et le problme de congestion.

Voici linterface graphique de la page daccueil de M2000.

Figure 21: aperu de linterfacegraphique de M2000

Dans ce paragraphe , nous vous prsenterons les KPI dont nous nous sommes servis lors

de nos analyses .Le suivi dun KPI peut tre men en utilisant plusieurs compteurs et les

KPI peuvent eux mme tre regroups par thme :

2.5.2.2 Call measurement KPICe groupe de KPI nous renseigne sur les performances du rseau lors de la ralisationdun appel tlphonique. Les plus utiliss sont :

CALL DROP MEASUREMENT: il contient plusieurs compteurs qui nous renseignent sur le

nombre de coupure d appel advenu pendant une dure donne, les conditions de

cette coupure ainsi que l interface du rseau o lappel sest coup .

INCOMING INTER-CELL HANDOVER MEASUREMENT: cet indicateur de performance permet

de voir pour chaque cellule le nombre de requte de handover quil a reu , le nombre

de handover russis , le nombre de handover chous, le taux de russite du handover .


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OUTGOING INTER-CELL HANDOVER MEASUREMENT: cet indicateur de performance permet

de voir pour chaque cellule le nombre total de requte de handover envoys ses

cellules voisines , le nombre de handover russis et chous, le taux de russite

GSM CELL TO GSM CELL INCOMING HANDOVER MEASUREMENT: Ce KPI permet d afficher

pour chaque cellule , le nombre de requtes reues de handover russis de et chous avec

chaque cellule voisine, le taux de russite

GSM CELL TO GSM CELL OUTGOING HANDOVER MEASUREMENT: Ce KPI permet d

afficher pour chaque cellule , le nombre de requtes envoys de handover russis de et

chous avec chaque cellule voisine ainsi que le taux de russite

KPI MEASUEMENT PER CELL: Ce KPI contient plusieurs compteurs, voici les plus utiliss:

W3005 -TCH Congestion Rate :

K3014-Traffic Volume on TCH: le volume de trafic en ERL

K3015- Available TCHs : le trafic maximal quune cellule peut vhiculer en ERL en incluant les

TRXs dfaillants.

K3016-Configured TCHs : le trafic maximal quune cellule peut vhiculer en ERL en excluant

les TRXs dfaillants et les slots ddis pour vhiculer les donnes.

W3004-SDCCH Congestion Rate:

K3015-Traffic Volume on SDCCH (Traffic Channel) :le trafic de signalisation en ERL

K3015-Available SDCCH :le trafic de signalisation maximal quune cellule peut vhiculer en

ERL en incluant les slots dfaillants.

K3006-Configured SDCCH : le trafic de signalisation maximal quune cellule peut vhiculer enERL en excluant les slots dfaillants.

2.5.2.3 MR measurement KPICe groupe de KPI donne les performances du lien radio linterface Um. Les principaux

KPI de ce groupe sont :

INTERFERENCE BAND PER TRX: Ce KPI nous donne le nombre de canaux atteints par le

bruit ( signal interfrent + bruit due lactivit humaine) pour chaque TRX, on dfinit cinq

niveaux d interfrence selon la puissance du bruit:


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Type d interfrence Niveau de puissance du bruit (dbm)

Interfrence band 1 -107 - 98Interfrence band 2 -98 - 96

Interfrence band 3 -96 -90

Interfrence band 4 -90 87Interfrence band 5 -87 85

Tableau 9: niveaux dinterfrence selon la puissance du bruit

RADIO LINK FAILURE PER TRX

Ce KPI nous donne l tat du lien radio l interface Um au moment du call drop ou dun

handover failure. On retrouve dans ce KPI des compteurs indiquent la qualit et niveau de

signal sur la voix montante et descendante au moment dchec de linterface radio.

2.5.2.4 Les alarmesLes alarmes nous permettent de surveiller quotidiennement ltat des BTS et du lien detransmission : Voici quelques alarmes couramment rencontrs :

Type dalarme Significations Svrit

GSM cell Manually Blocked Cellule teint pour des besoins demaintenance

Warning

Cell PS Service Faulty La partie PS de la cellule est en panne Major

GSM cell out of Service La cellule est tombe en panne Major

OML Fault Faute de liaison cause des oprations de

maintenance

Major

E1/T1 Local Failure Alarm Problme quipement du E1 ou T1 delinterface Abis

Major

LAPDm Alarm Dpassement du seuil des erreurs binairessur la liaison de transmission

Major

LAPDm Link Abnormal Alarm Le lien de transmission est inutilisable Critical

Tableau 10 : genres dalarmes traites

2.5.2.5 Les avantages des KPI Les KPI nous donnent une vision actualise des paramtres du rseau

Elles sont moins coteuses que les Drive Test

2.5.2.6 Les inconvenients des KPI Elles ne permettent pas toujours de retrouver avec prcision la cause et

lemplacement des problmes survenus dans le rseau.

2.6 LANALYSE DES DONNEES

Dans cette troisime phase nous prsenterons les mthodes danalyse des performances

du rseau, les paramtres rseau, et les statistiques de trafic OMC-R l'aide d'outils

d'optimisation du rseau. Les donnes de l OMC-R sont directement analyses partir


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de l outil M2000 ou en utilisant Excel, alors que les donnes issues du Drive Test (logfiles)

seront analyses par un autre logiciel : GENEX ASSISTANT 2.2dont voici un aperu.

Figure 22: aperu de linterface GENEX ASSUSTANT 2.2

En gnral dans un rseau GSM, on cherchera fondamentalement rsoudre trois

problmes : le Call Drop (coupure d appel) , le handover failure (chec de transfert d

appel ou de trafic dune cellule une autre ) et le problme de congestion .

2.6.1 Analyse du call drop

Dans ce paragraphe nous allons prsenter la procdure suivie pour analyser un problme

de Call Drop.

Pour analyser le problme de Call Drop dans un rseau GSM, il faut dabord vrifier si le

Call Drop affecte toutes les cellules de la BSC ou seulement quelques cellules. Si le call drop

est un phnomne gnralis alors, il faudra revoir la planification des frquences, la

couverture ou de certains paramtres des BTS comme la hauteur des antennes, lAzimuth

et le tilt de chaque cellule.

Si le call drop ne touche que quelques cellules alors il faut slectionner les cellules les plus

touchs par le call drop pour les analyser une par une.

Pour chaque cellule dont le taux de call drop est lev, on vrifie le taux de call drop due

lchec du lien radio. Si ce taux est faible, on dduit quil sagit dun problme de

transmission ou dfaillance dun quipement de transmission. Sinon on vrifie si le problme

est d soit une mauvaise couverture, soit linterfrence , soit au handover failure ( chec

de transfert d appel ou de trafic dune cellule l autre ) .


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Figure 23: mthode danalyse du call drop

2.6.2 Analyse du handover failure

Lorsque le taux de handover failure est jug trs lev, il faut tout d abord vrifier

si le phnomne est commun toutes les cellules de la BSC ou si seulement quelques

cellules qu

suivi et amélioration des kpis du cluster zmr 2g de casa pour le projet inwi v3

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