Rapport PFE Optimisation d’Un Réseau Single RAN (3G) Et Planification LTE

Pour l’obtention du diplôme d’ingénieur d’état en Télécommunications et Technologies de l’Information

Optimisation d’un réseau Single RAN (3G) et planification LTE Réalisé par : Mlle. Imane BERCHID

Membres de Jury : M. Abdellah NAJID (Président) M. Mohamed KACIM (INPT) M. Mohamed ET-TOLBA (INPT) M. Amine IGOUDYANE (HUAWEI) M. Anas KARKOURI (HUAWEI)

Année universitaire : 2013/2014

Dédicace A mes très chers parents, à qui je dois ma vie, Pour leur éducation et leur affection, Pour tous les sacrifices qu’ils ont faits pour moi, Tous les mots ne pourront exprimer ma gratitude et mon amour. A mon cher frère Adnane, A qui je souhaite un parcours réussi, A mes grand-mères, Pour les valeurs qu’elles m’ont inculquée, Pour leurs prières et leur affection, Que Dieu le tout Puissant vous accorde santé et prospérité, A toute ma famille qui m’a toujours encouragée et soutenue, Enfin, à mes amis et à tous ceux qui me sont chers, Je vous dédie ce travail.

2

PFE2014- INPT

Remerciements

De prime abord, je tiens à exprimer mes sincères remerciements et gratitude à M. Amine IGOUDYANE, qui m’a donné l’opportunité de passer mon projet de fin d’études au sein de Huawei Technologies Morocco, pour son accueil, son suivi, sa disponibilité ainsi que pour la qualité du sujet qu’il m’a proposée. J’adresse mes vifs remerciements à M. Anas KARKOURI d’avoir accepté d’assister à ma soutenance, pour ses conseils et remarques qui ont toujours été pertinentes. Je tiens à remercier également M. Marco FARID et M. Ranjan JHA, pour leurs directives avisées, qui m’ont été d'une aide précieuse tout au long de la période de mon stage, ainsi que toute l’équipe RNP/O de Huawei Morocco, pour leur accueil chaleureux et leur sympathie. Je ne manquerai pas d’adresser mes remerciements à mes professeurs, M. Mohamed KACIM et M. Mohamed ET-TOLBA pour leur encadrement et leur disponibilité, ainsi que M. Abdellah NAJID d’avoir accepté de présider ma soutenance. Enfin, j’aimerais remercier toute personne ayant contribué, de loin ou de près, au bon déroulement de mon stage.

3

PFE2014- INPT

‫ملخص‬

4

PFE2014- INPT

Abstract

Telecom operators give great importance to preserving, improving and monitoring the performance of their network in order to keep up with the increasingly competitive market. As for Morocco, the evolution of the telecommunication sector has been marked by the deployment of the UMTS network, and it is already preparing for the deployment of LTE, so as to meet the growing demand of customers in terms of ICT services. However, the deployment of LTE requires the optimization of the whole UMTS network, as it will be implemented in 3G sites of Single RAN. In this perspective, the operator customer has adopted the multi-vendor concept, in order to guarantee a sustainable quality of service and hence the customers’ satisfaction, in addition to getting ready for the deployment of LTE. My graduation project included the optimization of both 2G and 3G networks of the Single RAN, and an introduction to LTE planning procedure.

5

PFE2014- INPT

Résumé

Les opérateurs de télécommunications accordent une grande importance à la préservation, l'amélioration et le suivi de la performance de leur réseau afin de suivre l’évolution du marché qui est de plus en plus concurrentiel. Au Maroc, l'évolution du secteur des télécommunications a été marquée par le déploiement du réseau UMTS, et se prépare déjà au déploiement de la technologie LTE, afin de répondre à la demande croissante des clients en termes de services de TIC. Cependant, le déploiement de la technologie LTE nécessite l'optimisation de l'ensemble du réseau UMTS, car il sera mis en œuvre dans des sites 3G du Single RAN. Dans cette perspective, l'opérateur client a adopté le concept multi-Vendor, afin de maintenir la qualité du service et de garatir la satisfaction de ses clients. Mon projet de fin d'études inclut l'optimisation des réseaux 2G et 3G du Single RAN, et une introduction à la procédure de planification LTE.

6

PFE2014- INPT

Sommaire

Liste des figures.................................................................................................................................................. 9 Liste des tableaux............................................................................................................................................. 10 Abréviations ..................................................................................................................................................... 11 Introduction générale ...................................................................................................................................... 13 Chapitre I : Présentation du sujet PFE............................................................................................................. 14 1. Présentation de Huawei Technologies ........................................................................................................ 14 2. Contexte du stage ........................................................................................................................................ 15 3. Plan du travail .............................................................................................................................................. 15 Chapitre II : Optimisation Radio du réseau Single RAN (3G)............................................................................ 16 I : Présentation de la norme UMTS .................................................................................................................. 16 1.

Architecture ..................................................................................................................................... 17

2.

Bandes de fréquences et méthodes d’accès multiple ..................................................................... 19

3.

Les canaux radio ............................................................................................................................... 21

4.

La chaîne de transmission ................................................................................................................ 21

5.

Les principales techniques de l’UMTS.............................................................................................. 23

6.

HSDPA .............................................................................................................................................. 28

II : Optimisation du réseau WCDMA ................................................................................................................ 29 II.1. Concepts généraux de l’optimisation radio .............................................................................................. 30 1.

Le Drive Test (DT) ............................................................................................................................. 30

2.

Les indicateurs de performance (KPI : Key Performance Indicators) .............................................. 31

3.

Les problèmes courants ................................................................................................................... 32

II.2 : Etude de cas : optimisation d’une plaque 3G .......................................................................................... 33 1.

Paramètres à vérifier........................................................................................................................ 33

2.

Exemple de Cluster DT ..................................................................................................................... 34

3. Exemple de SSV .................................................................................................................................... 48 Chapitre III : La Planification LTE ...................................................................................................................... 50 I. Présentation de la norme LTE ....................................................................................................................... 50 1. Architecture ......................................................................................................................................... 50 2. Caractéristiques de LTE ........................................................................................................................ 52 3. Allocation de fréquences et méthodes d’accès ................................................................................... 52 7

PFE2014- INPT

4. Architecture en couches ...................................................................................................................... 54 5. Caractéristiques de la couche physique ............................................................................................... 55 6. Les principales techniques de LTE ........................................................................................................ 58 II. Planification LTE pour une région du Maroc ............................................................................................... 60 1.

Préparation ...................................................................................................................................... 60

2.

Dimensionnement............................................................................................................................ 61

3.

Planification nominale ..................................................................................................................... 64

4.

Planification détaillée....................................................................................................................... 65

Conclusion générale et perspectives ............................................................................................................... 66 ANNEXE 1 : Les canaux de l’UMTS ................................................................................................................... 67 ANNEXE 2 : Les outils logiciels ......................................................................................................................... 69 ANNEXE3 : Bandes de fréquences LTE ............................................................................................................. 72 ANNEXE 4 : Les canaux de LTE ......................................................................................................................... 73 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................................ 75 BIBLIOGRAPHIE…………………………………………………………………………………………………………………………………………81

8

PFE2014- INPT

Liste des figures Figure I. 1 : Diagramme de Gantt..................................................................................................................... 16

Figure II. 1: Architecture de l’UMTS ................................................................................................................. 17 Figure II. 2 : FDD/TDD....................................................................................................................................... 19 Figure II. 3 : Allocation des fréquences en UMTS ............................................................................................. 20 Figure II. 4: méthodes d’accès multiple ............................................................................................................ 20 Figure II. 5 : la chaîne de transmission ............................................................................................................. 21 Figure II. 6: Bit/ Symbole / Chip ....................................................................................................................... 22 Figure II. 7 : Codes OVSF .................................................................................................................................. 23 Figure II. 8: Algorithmes du Load Control dans les différentes phases d’accès du UE ..................................... 27 Figure II. 9 : Les ressources utilisées par les différents algorithmes du load control ....................................... 28 Figure II. 10: Le processus de l’optimisation .................................................................................................... 30 Figure II. 11: Parcours du DT ............................................................................................................................ 34 Figure II. 12: Statistiques de la couverture (RSCP) ........................................................................................... 35 Figure II. 13LC: Distribution de RSCP & dégradations ...................................................................................... 35 Figure II. 14LC: RSCP& Ec/Io de la zone 2 ......................................................................................................... 36 Figure II. 15LC: RSCP de la zone 3..................................................................................................................... 36 Figure II. 16LC: RSCP de la zone 4..................................................................................................................... 37 Figure II. 17LC: Statistiques de la qualité (Ec/No) ............................................................................................ 38 Figure II. 18 LC: Ec/Io ........................................................................................................................................ 38 Figure II. 19 LC: Ec/Io pour la zone 1 ................................................................................................................ 38 Figure II. 20 LC: Ec/Io pour la zone 1 ................................................................................................................ 39 Figure II. 21 LC: Ec/Io et obstacle pour la zone 4.............................................................................................. 40 Figure II. 22 LC: Ec/Io pour la zone 5 ................................................................................................................ 40 Figure II. 23 LC: Ec/Io pour la zone 6 ................................................................................................................ 41 Figure II. 24 LC: Distribution du MOS ............................................................................................................... 41 Figure II. 25 SC: Statistiques de la couverture (RSCP)....................................................................................... 42 Figure II. 26 SC: Distribution du RSCP & dégradations ..................................................................................... 42 Figure II. 27 SC: RSCP de la zone 1.................................................................................................................... 43 Figure II. 28 SC: RSCP de la zone 2 ................................................................................................................... 43 Figure II. 29 SC: Distribution du RSCP & dégradations ..................................................................................... 44 Figure II. 30 SC: RSCP de la zone 1 ................................................................................................................... 44 Figure II. 31 SC: Ec/Io de la zone 3 ................................................................................................................... 45 Figure II. 32 HSDPA : Distribution du débit servi et dégradations .................................................................... 45 Figure II. 33 HSDPA : Zone 1 ............................................................................................................................. 46 Figure II. 34 HSDPA : Zone 2 ............................................................................................................................. 46 Figure II. 35 HSDPA : Zone 3 ............................................................................................................................. 47 Figure II. 36 : Evolution du taux de coupures et du taux de succès du SHO ..................................................... 48 Figure II. 37 : SSV .............................................................................................................................................. 49

Figure III. 1: Architecture de l’E-UTRAN ........................................................................................................... 50 Figure III. 2: Architecture de l’EPC .................................................................................................................... 51 9

PFE2014- INPT

Figure III. 3: OFDM/OFDMA ............................................................................................................................. 53 Figure III. 4: Comparaison entre l’OFMDA et la SC-FDMA ............................................................................... 54 Figure III. 5: Architecture en couches de l’interface radio ................................................................................ 54 Figure III. 6: Structure de la trame FDD ............................................................................................................ 55 Figure III. 7: Structure du bloc de ressource ..................................................................................................... 55 Figure III. 8: préfixe cyclique ............................................................................................................................. 56 Figure III. 9: Cell-Specific RS Mapping selon différentes configurations MIMO ............................................... 57 Figure III. 10: Position du signal de référence .................................................................................................. 58 Figure III. 11: ICIC ............................................................................................................................................. 59 Figure III. 12: Processus de la planification LTE................................................................................................ 60 Figure III. 13 : Les sites 3G existants de la région cible .................................................................................... 61 Figure III. 14: Processus de dimensionnement de couverture .......................................................................... 62 Figure III. 15: Paramètres requis pour le dimensionnement ............................................................................ 62 Figure III. 16: Calcul du PathLoss et du rayon de couverture ........................................................................... 63 Figure III. 17: Calcul du nombre de sites nécessaire ......................................................................................... 63 Figure III. 18 : Calcul du débit moyen estimé ................................................................................................... 64

Figure 2: Mapping entre les canaux logiques, physiques et de transport. ...................................................... 68 Figure 3: L’interface de l’Assistant ................................................................................................................... 69 Figure 4: L’interface de Mapinfo ...................................................................................................................... 69 Figure 5: L’interface de Nastar GSM ................................................................................................................ 70 Figure 6: L’interface de l’U-NET ....................................................................................................................... 70 Figure 7: L’interface du CME ............................................................................................................................ 71 Figure 8: Interface du Offline LMT ................................................................................................................... 71 Figure 9: Bandes de fréquences pour le mode FDD ........................................................................................ 72 Figure 10: Bandes de fréquences pour le mode TDD ...................................................................................... 72 Figure 11: Association entre les différents canaux de la voie montante ......................................................... 74 Figure 12 : Association entre les différents canaux de la voie montante ........................................................ 74

Liste des tableaux Tableau II. 1 : Utilité des codes OVSF et codes de brouillage .......................................................................... 23 Tableau II. 2: Statistiques du LC ....................................................................................................................... 35 Tableau II. 3 : Statistiques du SC ...................................................................................................................... 42

Tableau 1: Les canaux logiques de LTE ............................................................................................................ 73 Tableau 2 : Les canaux de transport de LTE ..................................................................................................... 73 Tableau 3: Canaux physiques pour la voie montante ...................................................................................... 74 Tableau 4: Canaux physiques pour la voie descendante ................................................................................. 74

10

PFE2014- INPT

Abréviations -A-

-F-

AMC : Adaptative Modulation and Coding

FDD: Frequency Division Duplex

AMR : Adaptive Multi-Rate Speech Codec

-H-

ANR : Automatic Neighbour Relation

H-ARQ: Hybrid Automatic Repeat request

-B-

HSDPA: High Speed Downlink Packet Access

BMC: Broadcast Multicast Control

HSS : Home Subscriber Server

-C-

-I-

CAC: Call Admission Control

IAC:Intelligent Access Control

CDMA: Code Division Multiple Access

ICIC : Inter-Cell Interference Control

CE: Channel Element

-L-

CP: Cyclic prefix

LDB: Load Balancing

CQI: Channel Quality Indicator

LDR: Load Reshuffling

CRS: Cell-Specific Reference Signal

LTE: Long Term Evolution

-D-

-M-

DRNC : Drift RNC

MAC: Medium Access Control

DT: Drive Test

MCW : Multi CodeWord

-E-

MIMO : Multiple Input Multiple

Ec/Io: Chip energy over noise power spectral density

MLB : Mobility Load Balancing MME :Mobility Management Entity

EPF: Enhanced Proportional Fair

MRO : Mobility Robust Optimization

EPC : Evolved Packet Core

-O-

EPS: Evolved Packet System E-UTRAN : Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network

OFDM :Orthogonal Frequency Division Multiplexing OLC: Overload Control OVSF : Orthogonal Variable Spreading Factor

11

PFE2014- INPT

-P-

-S-

PAPR: Peak-to-Average Power Ratio

SC-FDMA: Single-Carrier Frequency Division Multiple Access

PCI : Physical Cell Identifier

SFBC : Space Frequency Block Coding

PCRF : Policy & Charging Rules Function

SON: Self Organizing Networks

PDCP: Packet Data Convergence Protocol

SRNC : Serving RNC

PF: Proportional Fair

-T-

PGW : Packet Data Network Gateway

TDD :Time Division Duplex

PSC: Primary Scrambling Code

TA: Tracking Area

PUC: Potential User Control

-U-

-R-

UE: User Equipment

RAB: Radio Access Bearer

UMTS-Universal Mobile Telecommunication System

RLC: Radio Link Control RNC : Radio Network Controller

URA: UTRAN Routing Area

RR: Round Robin

-V-

RRC: Radio Resource Control

VP: Video Phone

RSCP: Recieved Signal Code Power

12

PFE2014- INPT

Introduction générale La demande croissante des utilisateurs en termes de services et de qualité de service a piloté, dans les dernières années, l’évolution des systèmes de communications mobiles, permettant d’augmenter leur capacité et de développer leurs fonctionnalités. Les réseaux classiques comme le GSM ont connu plusieurs limitations notamment en termes de gestion des ressources et de débit offert. Afin de remédier à cela, on a vu l’introduction des systèmes 3G tels que l’UMTS et le HSDPA. Au Maroc, les réseaux de 3ème génération s’approchent actuellement des seuils de saturation, du fait de la demande croissante en terme de débit de données. D’où la nécessité d’introduire une nouvelle technologie, qui est la LTE et qui présente plusieurs aspects avantageuses permettant d’atteindre jusqu’à 150 Mbps de débit. Pour cela, l’opérateur client a choisi d’implémenter LTE dans les sites 3G Single RAN qui supportent cette technologie. De ce fait, le réseau 3G doit être complètement optimisé, comme prérequis de ce déploiement. C’est dans ce contexte que s’inscrit le sujet de mon projet de fin d’études, qui consiste à optimiser un réseau 3G et à préparer à l’introduction de LTE à travers la planification d’une région du Royaume. Le présent rapport constitue une synthèse de ce qu’on a réalisé durant ce projet de fin d’études. Il est organisé en trois parties :  



Dans la première partie on présente le contexte général et le sujet du stage, en explicitant le plan du travail. La deuxième partie sera scindée en deux chapitres. Dans le premier on introduit la technologie UMTS, alors que dans le deuxième on présente les concepts généraux de l’optimisation radio ainsi que les tâches effectuées au cours du stage, notamment concernant l’optimisation du réseau 3G. Dans la troisième partie, on introduit la technologie LTE et son processus de planification, ainsi que le travail de planification effectué pour la région concernée.

Enfin, on a retenu dans une conclusion générale les grandes lignes de ce qui mérite une attention toute particulière de la part des lecteurs. NB : Par souci de confidentialité, les noms des villes, des sites ainsi que le nom de l’opérateur client sont omis.

13

PFE2014- INPT

Chapitre I : Présentation du sujet PFE 1. Présentation de Huawei Technologies Huawei Technologies Co. Ltd. (华为技术有限公司, Huáwei Jíshu Yǒuxiàn Gōngsī) est une entreprise chinoise fondée en 1988. Le siège social se trouve à Shenzhen en Chine. C’est l'un des fournisseurs mondiaux leaders de solutions TIC. Huawei s’engage à créer de la valeur maximale pour les opérateurs télécoms, les entreprises et les consommateurs en fournissant des solutions et services TIC compétitifs. Ses produits et solutions sont déployés dans plus de 170 pays et régions, au service de plus d'un tiers de la population mondiale. Huawei Maroc est leader dans le marché marocain des télécommunications, grâce à une étroite collaboration avec les principaux opérateurs marocains, à savoir Maroc- Télécom, Meditel et Inwi, par la réalisation de projets innovants comme la technologie Single RAN , l’ADSL haut débit, la Télévision sur internet (IPTV), la téléphonie mobile 3ème Génération, services aux entreprises, plus d’autres services à valeur ajoutée (VAS). Sa vision est d’enrichir la vie à travers la communication : « To Enrich Life Through Communication » Huawei propose une large gamme de produits, parmi lesquels on trouve: • Réseaux télécoms : -

Réseaux d'accès: SingleRAN, GSM, WCDMA, LTE...

-

Réseau transmission: FTTx, DSL, WDM/OTN, MSTP, Microwave...

-

Réseau coeur: IMS, Mobile Softswitch, NGN, Packet Core, Cloud...

-

Application et logiciels, solutions sites...

• Services globaux : -

Intégration de systèmes: Intégration de réseau mobile, Intégration de réseau fixe, Data center, solution site ;

-

Assurance : services de gestion, amélioration d’expérience, sécurité du réseau ;

-

Formation : transfert de connaissances, certifications Huawei.

• Matériel : -

Les appareils mobiles à haut débit ;

-

Les combinés: UMTS, GSM ;

-

Les dispositifs de convergence: terminaux fixes/sans fil, passerelles sans fil... ;

-

Solutions vidéo: la télé-présence, visioconférence... 14

PFE2014- INPT

2. Contexte du stage Ce projet de fin d’études s’est déroulé au sein du département RNPO (Radio Network Planning and Optimization) de Huawei, qui a pour mission de faire la planification, l’optimisation et le suivi du réseau radio dans le but d’améliorer et de maintenir une bonne qualité de service pour les opérateurs clients. Il s’inscrit dans le projet Multi-Vendor, notamment dans le cadre du déploiement de la technologie Single RAN de Huawei. Le projet Multi-Vendor Ce projet consiste à regrouper différents constructeurs dans une seule équipe. Cela est principalement dû au fait que le réseau de l’opérateur client regroupe plusieurs équipementiers, en l’occurrence: Huawei, Ericsson, NSN et Motorola, travaillant en coopération dans le but d’améliorer la qualité de service et de maintenir les KPIs dans les objectifs fixés par l’opérateur client. Le concept Multivendor consiste à regrouper des zones de plusieurs équipementiers en une zone plus grande appelée : zone Multivendor. Ce concept est repris par l’opérateur client qui a proposé le programme à Huawei qui, désormais, a pour mission de faire l’optimisation de la zone Multivendor. Afin de mener à bien cette mission, une équipe multinationale et d’une grande expertise a été mobilisée. Ce stage de fin d’études s’est déroulé au sein de l’une des équipes de Huawei, qui était responsable de l’optimisation d’une région du Royaume. La technologie Single RAN Single RAN est un projet de Huawei, qui a pour objectif de permettre aux opérateurs de supporter plusieurs standards de communications mobiles (2G/3G/4G) sur un seul réseau d’accès. Cette solution consiste à transporter les trafics 2G/3G voix et données en utilisant le mode de transmission IP pour s’adapter à la tendance actuelle des opérateurs vers tout IP. Les changements majeurs sont surtout visibles au niveau du système radio. En effet, le déploiement de cette nouvelle solution revient à mettre en place des MBTSs (Multi-mode BTS) qui remplacent les BTSs et NodeBs et des MBSCs (Multi-mode BSC) qui remplacent les BSCs et les RNCs.

3. Plan du travail Mon projet de fin d’études s’est déroulé en trois étapes principales, comme indiqué sur le diagramme de GANTT de la figure I.1. La première phase était consacrée au travail sur l’optimisation 2G, qui a commencé par une documentation sur la technologie 2G de manière à assimiler les principales techniques qui caractérisent cette norme, ainsi que le processus de l’optimisation 2G. Par la suite j’ai intégré une équipe d’optimisation et j’ai travaillé sur plusieurs Drive Tests en effectuant le travail d’un ingénieur RNPO afin de participer à l’optimisation de la zone concernée. Dans la deuxième phase du projet, j’ai travaillé sur l’optimisation du réseau 3G ce qui m’a permis d’assimiler plusieurs concepts relatifs à cette technologie et à son processus d’optimisation, 15

PFE2014- INPT

notamment les différents problèmes qui surgissent dans les réseaux 2G/3G ainsi que les différentes actions à prendre pour résoudre ces problèmes. La dernière étape était consacrée à la technologie LTE, où j’ai pu acquérir plusieurs notions relatives à cette technologie. Je me suis également initiée au processus de planification des réseaux LTE, et j’ai participé à la planification LTE pour une région du Maroc.

Figure I. 1 : Diagramme de Gantt

Chapitre II : Optimisation Radio du réseau Single RAN (3G) I : Présentation de la norme UMTS Introduction 16

PFE2014- INPT

L’UMTS, Universal Mobile Telecommunications System, est un standard de télécommunications dit de 3ème génération. Il s’agit du successeur de la norme GSM, Global System for mobile communications, qui a marqué la transition des télécommunications vers un système entièrement numérique. GSM s’est avéré être un système parfait pour le service de la voix, cependant il présente un nombre de limitations en termes de gestion des ressources et de débit offert pour les services de données, malgré l’introduction du GPRS et de l’EDGE, d’où la nécessité d’une technologie qui va répondre aux exigences des utilisateurs en terme de services de données. Dans ce chapitre, on va présenter les principes de base de l’UMTS, ainsi que les technologies relatives à ce standard. L’introduction de la 3G a apporté plusieurs améliorations, notamment en termes d’efficacité spectrale, de Handover et de QoS. De plus, ce standard permet à la fois la téléphonie mobile et le transport de données avec un débit théorique arrivant à 42Mbps avec le HSPA+. L’avènement de la 3G a remédié à la saturation des réseaux 2G existants et aux limitations du GPRS (General Packet Radio Service) en introduisant de nouveaux services avec des fonctionnalités Multimédia.

1. Architecture

Figure II. 1: Architecture de l’UMTS

 Le réseau d’accès : aussi appelé UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network), se charge de l’acheminement des informations (trafic de données et trafic de signalisation) depuis l’utilisateur jusqu’au réseau cœur. Il fournit à l’équipement usager les ressources radio et les mécanismes nécessaires pour accéder au cœur du réseau. Les principaux éléments de l’UTRAN sont :  La NodeB : c’est la station de base. Elle fonctionne au niveau de la couche physique et effectue les fonctions suivantes : - La modulation radio fréquence ; 17

PFE2014- INPT

- L’étalement de spectre ; - Le contrôle de puissance en boucle interne ; - L’adaptation de débit ; - Le Combining (suivant le principe du récepteur RAKE).  Le RNC (Radio Network Controller): est responsable du routage des communications entre le NodeB et le réseau cœur. Ses principales fonctions sont : - Le contrôle de puissance en boucle externe ; - Le contrôle du Handover ; - Le contrôle de l’admission des mobiles au réseau et la gestion de la charge ; - L’allocation des codes CDMA ; - La combinaison/distribution des signaux provenant ou allant vers différents NodeBs dans une situation de macro diversité. Il existe deux types de RNC : SRNC : Serving RNC : gère la connexion à un équipement utilisateur, et peut emprunter des ressources radio d'une certaine cellule à partir de la DRNC. DRNC : Drift RNC : soutient la SRNC en fournissant des ressources radio, notamment dans le cas de Soft Handover. Un UE à en communication est connecté à une seule SRNC, mais peut avoir 0 ou plusieurs DRNCs. - Les interfaces de communication : l’UTRAN comporte les interfaces suivantes : - Uu : Interface entre un équipement usager et le réseau d’accès UTRAN. Elle permet la communication avec l’UTRAN via la technologie CDMA. - Iub : Interface qui permet la communication entre un NodeB et un contrôleur radio RNC. - Iur : Interface qui permet à deux contrôleurs radio RNC de communiquer. - Iu : Interface entre le réseau d’accès UTRAN et le réseau coeur de l’UMTS. Elle permet au contrôleur radio RNC de communiquer avec le SGSN. Elle peut être soit IuCS pour les services à commutation de circuit et IuPS pour les services à commutation de paquets.  Le réseau cœur : regroupe les fonctions permettant la gestion des appels, de la mobilité, de la sécurité et des communications avec les réseaux externes. Ce réseau cœur est une évolution de ce qui existait déjà pour le GPRS. Architecture en couches : L’architecture en couche du réseau d’accès est principalement composée de trois couches :

18

PFE2014- INPT

 Couche 1 : c’est la couche physique qui réalise les fonctions de codage, décodage, modulation et d’entrelacement. 

Couche 2 : Elle est divisée en plusieurs sous couches :

- Medium Access Control (MAC) : se charge du multiplexage des données sur les canaux de transport radio. - Radio Link Control (RLC): permet la fiabilité du transport des données entre deux équipements du réseau. - Packet Data Convergence Protocol (PDCP): permet de compresser les données via des algorithmes de compression. - Broadcast Multicast Control (BMC) : assure les fonctions de diffusion de messages sur l’interface radio.  Couche 3: appelée aussi Radio Resource Control (RRC), gère la signalisation entre le réseau d’accès UTRAN et l’équipement usager lors de l’établissement ou de la libération de la communication.

2. Bandes de fréquences et méthodes d’accès multiple 2.1. Bandes de fréquences

L’UMTS utilise deux modes de duplexage, à savoir : - FDD (Frequency Division Duplex): des fréquences différentes sont allouées pour la voie montante et la voie descendante. - TDD (Time Division Duplex): la voie montante et la voie descendante sont séparées par l’allocation de différents TimeSlot dans la même bande de fréquence.

Figure II. 2 : FDD/TDD

Selon le type de duplexage utilisé, deux types d’allocation de fréquences sont définis, comme montré dans la Figure I. 3.

19

PFE2014- INPT

Figure II. 3 : Allocation des fréquences en UMTS

Dans le mode FDD, on a une largeur de bande de 2 x 60 MHz disponible, chaque fréquence étant de 5 Mhz, avec un écart duplexe de 190 Mhz. A chaque opérateur on alloue 3 fréquences. Dans le mode TDD, on a deux bandes de 20 MHz et 15 MHz respectivement, chaque porteuse est de 5 Mhz de largeur de bande. 2.2 Méthodes d’accès multiple

Les méthodes d’accès multiples visent à distinguer les informations des différents utilisateurs. Contrairement à GSM qui utilise la FDMA et TDMA, qui séparent les utilisateurs en termes de temps et de fréquence, l’UMTS utilise une autre méthode d’accès multiple qui est la CDMA.

Figure II. 4: méthodes d’accès multiple

Cette technologie permet de transmettre les informations de plusieurs utilisateurs en même temps et sur la même fréquence, mais en utilisant des codes différents. En effet, chaque signal est modulé par un code d’étalement. Ensuite, tous les signaux sont mélangés et transmis. A la réception, ces signaux sont démodulés par différents codes au niveau des différents récepteurs. Grâce à l’orthogonalité des codes d’étalement, seul le signal qui a été modulé par le même code utilisé par le récepteur peut être récupéré, ce qui est un avantage de la technologie CDMA. 2.3 Caractéristiques des systèmes CDMA

Dans un système CDMA, l'interférence mutuelle entre les utilisateurs ou les cellules est permise. Ainsi, les cellules adjacentes peuvent être distribuées avec la même fréquence. Ce qui résulte en une haute efficacité spectrale et une large capacité. En plus de la sécurité, puisque seuls les utilisateurs qui utilisent le même code d'étalement que le signal sont capables de le décoder.

20

PFE2014- INPT

Cependant, les systèmes CDMA souffrent de l'auto-interférence. En effet, la puissance de transmission d’un utilisateur est une interférence pour un autre dans la même cellule. En plus, du fait que toutes les ressources sont partagées par tous les utilisateurs, si certains utilisateurs occupent plus de puissance, cela va diminuer la capacité du réseau, ce qui rend la planification du réseau plus complexe.

3. Les canaux radio Pour l’UMTS, on distingue trois types de canaux, à savoir les canaux physiques, logiques et de transport.

Les canaux physiques sont les conteneurs de l’information, tandis que les canaux logiques portent une spécification du contenu global de l’information et les canaux de transport indiquent les caractéristiques de la transmission et sont utilisés pour multiplexer plusieurs services d’un ou de plusieurs utilisateurs. Ces canaux sont présentés en détails dans l’annexe 1.

4. La chaîne de transmission Le canal radio étant exposé à l'air, le signal est influencé par divers interférences et plusieurs phénomènes tels que l’évanouissement, ce qui mène à un taux d’erreur élevé. Pour résoudre ces problèmes, il est nécessaire de protéger le signal à travers une série de transformations, explicitées dans la figure suivante :

Figure II. 5 : la chaîne de transmission 4.1 Le codage source

L’UMTS utilise le codec AMR : Adaptive Multi-Rate Speech Codec, qui utilise l’adaptation au canal pour sélectionner à partir de 8 débits binaires qui vont de 4,75 kbit/s à 12,2 kbit/s L’adaptation au canal indique que lorsque la charge de la cellule augmente, le système diminuera automatiquement le débit du codec de manière à soutenir plus d'abonnés. 4.2 Le codage canal

Après le codage source vient le codage canal, utilisé pour surmonter les effets des interférences. A travers cette technique, des bits de redondance sont ajoutés à l’information initiale, et sont utilisés pour récupérer l’information en cas d’erreur.

21

PFE2014- INPT

L’UMTS utilise le codage convolutionel pour le service de la voix et les Turbo codes pour le service paquets. 4.3 L’entrelacement

A côté du codage de canal, l'entrelacement est utilisé contre l’effet du fading, afin de garantir une transmission fiable. Cette technique consiste à changer la relation d’adjacence entre les bits, de manière à disperser les erreurs qui surgissent à cause de l’évanouissement. 4.4 L’étalement & Scrambling

a) Bit / Symbole / Chip Avant de présenter les techniques d’étalement et de brouillage, il est nécessaire d’introduire trois termes très importants, à savoir le bit, le symbole et le chip, qu’on peut distinguer comme suit : •

Bit : désigne les données après le codage source;

•

Symbole: désigne les données après le codage canal et l’entrelacement;

•

Chip: désigne les données après l’étalement.

La figure suivante illustre mieux ces concepts.

Figure II. 6: Bit/ Symbole / Chip

Notons qu’après l’étalement, le débit chip devient constant et égal à 3.84 Mcps. b) L’étalement Les codes utilisés pour l’étalement sont des codes orthogonaux appelés OVSF : Orthogonal Variable Spreading Factor, générés par la matrice de Walsh. Ces codes sont définis comme: Cch SF, k, où SF est le facteur d’étalement du code et k est la séquence du code, avec 0≤k≤SF-1.

22

PFE2014- INPT

Figure II. 7 : Codes OVSF En effet, on a SF=

. Du coup, les services qui exigent des débits élevé vont nécessiter des

codes plus courts, du fait que le débit chip est constant.

c) Les codes de brouillage (Scrambling) Il existe des millions de codes de brouillage disponibles pour la voie montante, alors que seulement 512 codes sont définis pour la voie descendante. A chaque cellule on alloue un et un seul code primaire dans le sens descendant, afin de permettre aux stations mobiles d’identifier les cellules. d) Utilité des codes OVSF et code de brouillage Codes OVSF

Codes de brouillage

UL

Distinguer les différents services d’un utilisateur.

Distinguer les différents utilisateurs d’une cellule.

DL

Distinguer les différents utilisateurs d’une cellule.

Distinguer les différentes cellules.

Tableau II. 1 : Utilité des codes OVSF et codes de brouillage

5. Les principales techniques de l’UMTS 5.1 Le contrôle de puissance

L’un des problèmes majeurs rencontrés dans l’UMTS est l’effet Near-Far. Il se produit lorsqu’un appareil mobile émet à une puissance trop élevée qui empêche tous les autres appareils mobiles du voisinage de recevoir. D’où la nécessité d’un système de contrôle de puissance. En UMTS, il existe deux types de contrôle de puissance : 23

PFE2014- INPT

Le contrôle de puissance en boucle ouverte (open-loop-power control) : qui permet de déterminer le niveau de puissance du signal à transmettre avant d’entrer en communication avec la station de base. Il permet de compenser les évanouissements et les pertes de trajet. Le contrôle de puissance en boucle fermée (closed-loop-power control) : qui a lieu dans les deux sens au cours d'une communication et qui comprend une boucle interne et une boucle externe : - La boucle interne (INNER LOOP) : Lorsque le mobile est en phase de transmission, sa puissance d’émission est contrôlée par la station de base avec laquelle il est en communication. Cette boucle de contrôle de puissance est très rapide (une fréquence F=1500Hz), elle se base sur le SIRcible (Rapport signal sur interférence) afin de décider d’augmenter ou de réduire la puissance. - La boucle externe (OUTER LOOP) : C’est la boucle qui fixe la valeur cible du SIRcible et la transmet à la station de base pour les besoins de l’Inner loop. Elle se base sur le BLERcible (Block Error Rate) pour cette fin. Cela se fait dans le sens montant entre la NodeB et le RNC, et dans le sens descendant entre les couches L1 et L3 de l’UE. 5.2 Le Handover

Le Handover est un mécanisme qui a pour but principal de maintenir la communication lors du mouvement de l’abonné, et ceci en la transférant à partir d’une cellule à une autre sans coupure. a) Notion de voisinage et de l’Active Set On va présenter quelques notions relatives au Handover, notamment utilisées dans le processus d’optimisation. - Voisinage : Il s’agit de la liste des cellules voisines de la cellule à laquelle l’UE est connecté, mise à jours par le RNC et configurée au niveau de ce dernier. On la désigne par CELL_INFO_LIST. - Active set : Ensemble des cellules qui sont en communication avec le mobile. - Monitored Set : Ensemble des cellules surveillées : Ce sont des cellules qui ne figurent pas parmi les cellules actives mais font partie de la liste de cellules voisines et susceptibles de rentrer dans l’Active Set. - Detected Set : Ensemble des cellules dont les PSC (Primary Scrambling Codes) ont été détectés sans qu’ils figurent dans la liste des voisines. b) Les types de Handover L’UMTS a introduit un nouveau type de Handover qui n’existait pas dans les systèmes précédent, à savoir le Soft Handover. Ainsi, on distingue les types de Handover suivants : - Le Soft Handover : dans lequel l’équipement mobile est relié simultanément à plusieurs NodeBs. Dans ce type de Handover, au moins un lien radio est activé et il n’y a aucune interruption dans le flux de données pendant la procédure du Handover. L’UE peut recevoir des signaux de deux ou plusieurs stations de base en même temps. 24

PFE2014- INPT

Un cas particulier du Soft Handover est le Softer Handover, dans lequel l’UE communique avec une cellule à travers plusieurs liens radio de la même NodeB. - Le Hard Handover : La procédure du hard Handover implique la suppression de la connexion avec l’ancienne cellule avant l’établissement de la connexion avec la nouvelle cellule. Ce type de Handover a lieu entre des cellules intra-fréquence qui appartiennent à différentes RNCs, entre lesquelles aucune interface Iur n’est disponible et dans un Handover inter-fréquences ou bien inter-Systèmes, comme le passage de l’UMTS vers le GSM par exmple. c) Les évènements du Handover Le processus du Handover se fait sur trois étapes : -

-

-

Les mesures : elles incluent le contrôle initié par la RNC pour indiquer à l’UE d’effectuer les mesures et lui envoyer des rapports qui incluent le niveau de couverture (RSCP) et de qualité du signal (Ec/No) des cellules figurant dans l’Active Set et ses voisines. La décision : est basée sur les mesures de l’UE. Le RNC vérifie si les conditions du Handover sont vérifiées, et décide s’il faut effectuer le Handover. L’exécution : lorsque le RNC décide de la nécessité du Handover, on passe à l’exécution, qui inclut le processus de signalisation et la mise à jour des paramètres.

Il existe plusieurs événements relatifs à chaque type de Handover, et qui sont déclenchés selon des critères précis, se basant principalement sur le RSCP et le Ec/No. On va en présenter les plus importants.  Pour le Handover intra-fréquences on distingue les évènements suivants: •

1A: Ajout d’un lien radio dans l’Active Set;

•

1B: Suppression d’un lien radio de l’Active Set;

•

1C: Changement d’une cellule dans l’Active Set par une autre cellule voisine;

•

1D: Changement de la meilleure serveuse.

 Pour le Handover inter-fréquences on distingue les évènements suivants: •

2B: Hard Handover Inter-fréquence basé sur la couverture;

•

2C: Hard Handover Inter-fréquence non basé sur la couverture, c'est-à-dire dû à la charge et au trafic;

•

2D, 2F: pour initier et arrêter le mode compressé.

En effet, le mode compressé est un mécanisme par lequel certaines périodes d'inactivité sont créées dans des trames radio au cours desquelles l'UE peut effectuer des mesures sur d'autres fréquences.

25

PFE2014- INPT

5.3 La sélection et la re-sélection des cellules

Dans cette section, on va présenter le processus de sélection et de re-sélection des cellules, mais avant cela, on va introduire les différents états dans lesquels se trouve le mobile. a) Les états du mobile dans une cellule On peut distinguer deux modes du mobile, à savoir le mode IDLE et le mode CONNECTED. Pour le mode IDLE, il correspond au cas des mobiles non connectés. Dans ce cas, les mobiles sont uniquement reliés au réseau cœur pour recevoir les informations système. Le passage vers mode CONNECTED caractérise principalement par l’établissement d’une connexion RRC, et permet d’être connu du réseau d’accès et d’obtenir des ressources radio pour pouvoir envoyer la signalisation et/ou le trafic. On distingue 4 états du mobile en mode CONNECTED : - CELL_DCH : Dans cet état, le mobile est localisé à la cellule près, des canaux de transport dédiés lui sont attribués. - CELL_PCH : Dans cet état aucune ressource dédiée n’est attribuée au mobile. Cet état est assez similaire au mode IDLE sauf que le mobile doit signaler au réseau tout changement de cellule (à travers la procédure CELL_UPDATE). - CELL_FACH : Le mobile peut communiquer avec le réseau via les canaux RACH et FACH. Tout changement de cellule doit être signalé au réseau. - URA_PCH : Ce mode s’apparente au cas CELL_PCH à la différence que le mobile se doit de renseigner le réseau sur sa mobilité non pas à chaque nouvelle cellule mais à chaque changement de zone URA (UTRAN Routing Area). b) La sélection Pour pouvoir s’attacher au réseau, le mobile doit sélectionner la meilleure cellule dans la zone où il a été détecté. En effet, il doit commencer par rechercher les cellules en scannant toute les porteuses, s’il n’a pas préalablement des informations sur la fréquence utilisée, ensuite, il va se caler sur la meilleure cellule détectée qui vérifie les critères de sélection. c) La re-sélection Le mécanisme de re-sélection permet de gérer la mobilité de l’UE en IDLE mode. Lorsque les critères de re-sélection sont vérifiés, le mobile commence à faire les mesures sur les cellules voisines et fait la comparaison avec la cellule courante, et en sélectionne la meilleure selon l’algorithme de la re-sélection. 5.4 Les mécanismes de contrôle de charge

Le mécanisme de contrôle de la charge est l’un des plus importantes techniques de l’UMTS. Cela est dû principalement à la différence entre les débits requis pour les différents services, ce qui entraîne une fluctuation de la charge. Il vise à éviter la congestion du réseau et à le garder dans un état stable. Plusieurs algorithmes de contrôle d’accès et de charge existent selon la phase où se trouve l’UE. 26

PFE2014- INPT

 Avant l’accès de l’UE : Potential User Control (PUC) ;  Durant l’accès de l’UE : Intelligent Access Control (IAC) et Call Admission Control (CAC) ;  Après l’accès du UE: Load Balancing (LDB), Load Reshuffling (LDR) et Overload Control (OLC).

Figure II. 8: Algorithmes du Load Control dans les différentes phases d’accès du UE

• Potential User Control (PUC) La fonction du PUC est de balancer la charge potentielle du trafic entre les cellules. Le RNC utilise le PUC pour modifier les paramètres de sélection et resélection des cellules et les diffuse à travers les informations système. • Intelligent Access Control (IAC) Le but du IAC est d’augmenter le taux de succès d’accès, notamment à travers la préemption, et le DRD (Directed Retry Decision). • Call Admission Control (CAC) La fonction du CAC est de décider d'accepter les demandes l'accès, de la reconfiguration et du Handover, en fonction de la disponibilité des ressources de la cellule.

• Load Balancing (LDB) Le but du LDB est de balancer la charge de la cellule avec les cellules voisines pour une meilleure utilisation des ressources. • Load Reshuffling (LDR) La fonction du LDR est de réduire la charge, lorsque les ressources de la cellule atteignent un certain seuil d’alarme déterminé. Son but est d’augmenter le taux de succès d’accès en activant les actions suivantes: − Load handover inter-fréquences; − Code reshuffling; − Réduction du taux de service des BE (best effort) ; − Réduction du taux AMR du service voix ; − CS /PS inter-RAT load handover. • Overload Control (OLC) La fonction du OLC est de réduire rapidement la charge lorsqu’une cellule est surchargée. Le but de cet algorithme est d’assurer la stabilité du système et de garantir la QoS pour la majorité des UEs. 27

PFE2014- INPT

Ces différents algorithmes impliquent plusieurs types de ressources, comme précisé dans la figure suivante :

Figure II. 9 : Les ressources utilisées par les différents algorithmes du load control

6. HSDPA Le HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) est une technologie développée pour la téléphonie mobile, dénotée 3.5G ou 3G+. Le HSDPA se base sur la technologie de transmission WCDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) et se caractérise par des performances beaucoup plus avantageuses que la release R99 de l’UMTS, permettant d'atteindre des débits de téléchargement de l'ordre de 14,4Mbit/s. Le HSDPA est caractérisé par l'introduction du nouveau canal partagé qui est le HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel), et d'un ensemble de propriétés dont la combinaison permet d'augmenter la capacité et le débit du réseau, et de réduire le TTI (intervalle de temps de transmission) qui est devenu de 2 ms, ce qui diminue le temps aller-retour RTT (Round Trip Time). On distingue trois techniques fondamentales de l’HSDPA, que l'on résume par les points suivants:  La technique de modulation et de codage adaptatifs AMC (Adaptative Modulation and Coding): choisis selon la qualité du canal, notamment indiquée par le CQI (Channel Quality Indicator). Lorsque les conditions du canal sont bonnes, on peut choisir un taux de codage et un schéma de codage élevés et vice-versa. Aussi, on a l’utilisation du 16 QAM pour la modulation au lieu de QPSK utilisé dans la R99. Ce qui permet de supporter des débits plus élevés.  La méthode de retransmission hybride rapide H-ARQ (Hybrid Automatic Repeat request) : en effet, dans le schéma conventionnel de l’ARQ, les blocs de données reçus qui n’ont pas pu être correctement décodés sont ignorés et les blocs retransmis sont séparément décodés. dans le cas de l’HARQ avec le soft combining, les blocks de données reçus n’ayant pas pu être correctement décodés sont gardés dans un buffer et sont combinés avec les données retransmises après. Le décodage est appliqué par la suite au signal combiné.  Les algorithmes d'ordonnancement rapide de paquets (Fast Packet Scheduling) : Le but principal de l’ordonnancement rapide est de déterminer à quel utilisateur il convient de transmettre dans un intervalle de temps donné, dans le but d’augmenter le débit et d’optimiser l’utilisation des ressources. L’ordonnancement pour HSDPA est dit rapide dû au fait que, 28

PFE2014- INPT

comparé avec les spécifications du Release 99, l’ordonnancement est déplacé du RNC au NodeB pour réduire les délais. Pour cela, quatre algorithmes sont définis :  Round Robin (RR): les ressources radio sont allouées aux liens de communication dans un ordre séquentiel, sans prendre en considération les conditions du canal radio pour chaque utilisateur.  Max C/I: afin d’obtenir un débit maximal, les ressources radio doivent être de plus en plus alloués aux liens ayant les meilleurs conditions de canal.  Proportional Fair (PF): cet algorithme alloue les canaux aux utilisateurs ayant relativement la meilleure qualité de canal.  Enhanced Proportional Fair (EPF): On alloue le canal à l’utilisateur en fonction de la meilleure qualité de canal et des requis des utilisateurs en terme de débit garanti. Avec l’avènement de la technologie HSDPA, trois nouveaux canaux ont été introduit, à savoir: le HS-DSCH, le HS-SCCH et le canal physique HS-DPCCH. Le HS-DSCH (High Speed Downlink Shared CHannel) est un canal partagé qui transporte les données des utilisateurs sur le lien descendant, avec un débit pic allant jusqu’à des 14.4 Mbps. Le canal HS-SCCH (High Speed Shared Control CHannel) prend en charge les informations de contrôle nécessaires de la couche physique afin de permettre le décodage des données sur le canal HS-DSCH. Enfin, le canal HS-DPCCH (High Speed Downlink Dedicated Physical Control CHannel) transporte l'information de contrôle nécessaire sur le lien montant, notamment les acquittements ACK/ NACK ainsi que l'information sur la qualité du lien radio. Conclusion Dans cette partie, on a présenté le standard UMTS et les principales technologies qui le caractérisent. Dans le chapitre suivant, on va introduire le processus de l’optimisation radio ainsi qu’une étude de cas à travers l’optimisation d’une plaque 3G.

II : Optimisation du réseau WCDMA Introduction L'optimisation du réseau radio désigne l’amélioration de la performance du réseau d’accès en utilisant les ressources existantes. C’est un processus qui se fait à travers les étapes suivantes : 

 

Collecte et vérification des données : via les Drive Test (DT), les statistiques de trafic et les informations d’alarmes de l’OMC (Operation and Maintenance Center), ainsi que les plaintes des clients ; Analyse des données : à l’aide de logiciels spécifiques et en comparant les KPIs avec les seuils fixés par l’opérateur; Ajustement des paramètres et du matériel ; 29

PFE2014- INPT



Confirmation des résultats de l'optimisation et préparation des rapports.

Le but étant d'augmenter l'utilisation des ressources du réseau, de résoudre les problèmes existants ou potentiels et éventuellement de proposer des solutions pour améliorer les performances du réseau. Le processus de l’optimisation radio peut être résumé dans la figure ci-dessous :

Figure II.10 : Le processus de l’optimisation

II.1. Concepts généraux de l’optimisation radio 1. Le Drive Test (DT) Le Drive Test est une partie essentielle de la phase d’analyse des données pour l’optimisation de la région étudiée, que ce soit pour les réseaux 2G ou 3G, et présente un moyen efficace pour suivre de près l’état actuel et la performance du réseau. Il consiste à faire la collecte sur terrain des données relatives à la région concernée en faisant le parcours en voiture. Pour effectuer un DT, on a besoin d'un portatif avec un logiciel spécifique (GENEX Probe par exemple) pour enregistrer les mesures, un GPS pour déterminer la position géographique de chaque point de mesure et un mobile à trace (ou plusieurs, selon les types de tests qu’on veut effectuer). A partir du DT on obtient des fichiers spéciaux appelés Logfiles, contenant toutes les mesures relatives à la couverture et la qualité de la région où on a effectué le test, et qui sont utilisés après pour l'analyse. 30

PFE2014- INPT

Le DT est réalisé pour deux fins, soit pour un SSV ou bien un cluster DT, selon ce qu’on vise à tester.  SSV (Single Site Verification) Le SSV est l'une des étapes qui devrait être réalisée avant d'utiliser un site. Il vise à vérifier que le site est dans un état normal, en vérifiant les fonctions basiques de chaque cellule (telles que la fréquence, le PSC : Primary Scrambling Code, le LAC : Location Area Code, les coordonnées Lat/Long, L’azimut..), et à évaluer les performances relatives à chaque site indépendamment des autres. Deux types de tests sont effectués pour le SSV, à savoir :  

Test statique: on se place devant un secteur et on commence à effectuer des appels et des téléchargements afin de tester la couverture et l’accessibilité du réseau; Test mobile: consiste en un tour réalisé autour des sites pour tester la mobilité.

 Cluster DT Pour le cluster DT, c’est un DT que l’on fait régulièrement pour surveiller l’état du réseau et détecter les éventuels problèmes afin de prendre les actions nécessaires. Il a une durée d’environ quatre heures et sert à superviser et optimiser les performances d’un cluster comportant un nombre de sites. Le drive test consiste à parcourir tout le cluster en effectuant les mesures requises pour chaque type de réseau. La réalisation d'un Drive Test reste toujours la meilleure manière pour localiser et analyser les problèmes géographiquement. Tandis que les statistiques donnent une idée sur le vrai comportement des utilisateurs indépendamment de leurs endroits, les Drive Test et Walk Test apportent une simulation de la perception réelle du réseau par un utilisateur durant un appel.

2. Les indicateurs de performance (KPI : Key Performance Indicators) Il existe plusieurs statistiques indiquant le comportement du réseau (nombre de tentatives d’appel, échecs & succès d’appel et de Handover, etc.) collectés à partir de l’OMC sous format de compteurs. Afin de faciliter l’interprétation du comportement du réseau, un ensemble de données rapportant la performance, dits indicateurs clés de performance (KPIs), sont définis à partir des formules qui utilisent ces compteurs. Les KPIs donnent des informations pertinentes sur l’état du réseau. Leurs formules diffèrent d’un opérateur à l’autre. Ils peuvent être obtenus à partir du Drive Test ou bien des statistiques de trafic de l’OMC. Dans cette partie on va présenter les plus importants KPIs pour la WCDMA, qu’on peut diviser en trois catégories : ceux relatifs à l’accessibilité du réseau, la continuité du service et la mobilité.  L’accessibilité

31

PFE2014- INPT

Pour évaluer les problèmes relatifs à l’établissement d’appel, on se réfère au CSSR (Call Setup Success Rate) qui mesure le taux de succès d’établissement des appels CS ou PS. Sa formule générale est la suivante :

 La continuité et le maintien de la connexion Le taux de coupures ou Call Drop Rate (CDR) sert à mesurer le taux de perte de connexion et les problèmes de coupure. Le cadre de mesure de ce KPI est au niveau du RNC à l’aide de la formule:

 La mobilité Pour tester la continuité du service, on se réfère aux KPIs relatifs aux différents types Handover, notamment le SHO et SofterHO ainsi que le HHO et le InterRatHO dont les formules sont:

3. Les problèmes courants Afin de détecter les problèmes RF rencontrés dans les réseaux 3G, il est nécessaire d’analyser le niveau de couverture RSCP (Received Signal Strength Power) et de l’Ec/No relatifs au signal pilote, qu’on obtient après avoir effectué un parcours DT dans la zone concernée, et les différent évènements anormaux tels que les coupures d’appels et les échecs, ainsi que la distribution de l’HSDPA. Plusieurs problèmes causent la dégradation des performances du réseau, qui peuvent être liés à une faible couverture, à un problème de Handover ou au problème de pilot pollution, etc. Dans cette partie on va essayer de présenter quelques exemples de problèmes rencontrés. - La faible couverture: peut être le résultat d’un obstacle, ou de l’absence d’une cellule dominante ou bien d’un vide entre les bords des cellules, ce qui nécessite généralement l’implémentation d’un nouveau site si l’on se trouve dans un milieu dense, ou bien l’augmentation de la puissance du pilote d’une cellule proche lorsqu’on est dans un milieu moins dense, de peur de causer les interférence à d’autres cellules.

32

PFE2014- INPT

- L’Overshooting: qui est le résultat d’une inclinaison inappropriée de l’antenne, ce qui cause des interférences et éventuellement la diminution de la capacité du réseau; - Les relations de voisinages manquantes ou les fausses définitions externes des cellules voisines entraînent des problèmes liés au Handover et éventuellement des coupures d’appels. Pour cela, il est nécessaire d’effectuer des Audits de voisinage pour vérifier les relations de voisinage, et s’assurer que les définitions externes des cellules appartenant à d’autres RNCs ou à d’autres réseaux sont correctes. - Le pilot pollution, quant à lui, arrive lorsqu’un nombre excessif de pilotes forts existe dans un point sans qu’un pilote ne soit assez fort pour être principal. Ce qui entraîne une dégradation de l’Ec/No. Cela arrive si les conditions suivantes sont remplies: • Le nombre de pilotes vérifiant CPICH_RSCP> -100dBm est plus de 4 (taille de l’Active Set +1); • (1er CPICH_RSCP- 4ème CPICH_RSCP) = -85dbm est autour de 98.17%). On passe alors à l’analyse des points de dégradations du niveau de signal indiqués sur la figure II.13. 

Zone 1 :

Figure II. 13LC: RSCP& Ec/Io de la zone 2

Causes : On constate un manque de cellule dominante dans la région, à cause du vide entre tous les secteurs, chose qui a causé une dégradation de la couverture et de l’Ec/No. Actions proposées : pour régler ce problème, un nouveau site est nécessaire pour améliorer la couverture dans cette région. Sa position correspond aux coordonnées du point indiqué sur la figure II.14. On prépare les paramètres de planification du site (PSC, Cell ID, coordonnées Lat/Long, Azimut..) et on les fournit à l’équipe de déploiement. 

Zone 2 :

Figure II. 14LC: RSCP de la zone 3

Causes : La principale cause de cette dégradation est le pilot Pollution, car un site figurant dans le Detected Set est Overshooting. On constate aussi un retard du Handover à cause des alarmes dont souffrent les cellules cibles. 36

PFE2014- INPT

Actions proposées : le RET du site qui cause l’Overshooting doit être normalisé, notamment à travers un downtilt. Les alarmes doivent être réglées au niveau du centre de maintenance. On propose comme action temporaire d’accélérer le Handover vers une autre cellule qui a un meilleur niveau de couverture et de qualité.



Zone 3 :

Figure II. 15LC: RSCP de la zone 4

Cause : On a une dégradation de la couverture due à un manque de cellule dominante, ce qui a causé un Handover vers GSM (CS-IRAT). Actions proposées : Deux sites sont déjà planifiés dans la région comme indiqué dans la figure II.16, mais ne sont pas encore on-Air. 3. Le niveau du Ec/Io

37

PFE2014- INPT

Figure II. 16LC: Statistiques de la qualité (Ec/No)

Figure II. 17 LC: Ec/Io

On constate que l’Ec/Io reste dans les objectifs (échantillons à EC/Io >= -12 autour de 91.78%). On passe à l’analyse des zones de dégradations indiquées sur la figure II.18. 

Zone 1 :

Figure II. 18 LC: Ec/Io pour la zone 1

38

PFE2014- INPT

Cause : La cellule serveuse souffre de plusieurs alarmes, ce qui a causé la dégradation grave de l’Ec/Io. Action proposée: On avise l’équipe de maintenance de régler ces alarmes. 

Zone 2 :

Figure II. 19 LC: Ec/Io pour la zone 1

Causes : le site B qui couvre cette région souffre d’un problème Hardware, ce qui a déclenché une alarme de transmission sur ce site. D’autre part, la re-sélection 2G – 3G doit être effectuée vers le Site C, vu que c’est le site le plus proche, mais n’a pas eu lieu. Enfin, on a trouvé que le RET n’est pas configuré pour le site C. Actions proposées : L’équipe de maintenance est avisée pour régler le problème des alarmes et de configurer le RET pour le site C. Pour la re-sélection 2G-3G, elle n’a pas eu lieu vers la cellule du site C qui est plus proche à cause de l’absence de relation de voisinage entre la cellule 3G du site C et la cellule 2G à laquelle le mobile était connecté après le Handover vers 2G. Donc on a ajouté cette relation de voisinage. Enfin, Le mode compressé a été déclenché dans le site A alors que les conditions radio du réseau étaient acceptables. Donc on a modifié les paramètres relatifs à la resélection 2G -> 3G.  

Zone 3 : Déjà traitée dans la zone 3 de dégradation de la couverture, les mêmes causes et les mêmes actions à proposer. Zone 4 :

39

PFE2014- INPT

Figure II. 20 LC: Ec/Io et obstacle pour la zone 4

Causes : La cellule du Monitored Set souffre de plusieurs alarmes. En plus, le RET n’est pas configuré, ce qui a causé l’Overshooting et par la suite le pilot pollution. De plus, à travers GOOGLE EARTH on a constaté l’existence d’un obstacle (le bâtiment d’une banque) entre la cellule serveuse et cette région. Actions proposées: L’équipe de maintenance doit régler les alarmes et de configurer le RET pour les sites concernés. 

Zone 5 :

Figure II. 21 LC: Ec/Io pour la zone 5

Cause : La re-sélection 2G->3G devait être effectuée vers la cellule 1, mais elle était effectuée vers la cellule 2. Cela est dû au manque de la relation de voisinage entre la cellule2G serveuse durant le Handover et la cellule 1 (3G). Actions proposées : On a ajouté la relation de voisinage 2G-3G manquante. 

Zone 6 :

40

PFE2014- INPT

Figure II. 22 LC: Ec/Io pour la zone 6

Cause : Pilot pollution, dû à une cellule qui est Overshooting. Actions proposées : On doit configurer le RET pour la cellule causant le Pilot pollution. De plus, un nouveau site est déjà proposé mais n’est pas encore déployé. 1. Le MOS

Figure II. 23 LC: Distribution du MOS

Les valeurs du MOS sont en général bonnes, du fait qu’on a une moyenne ~ 3.62. 3.3.

Test Short Call

Le test Short Call consiste à effectuer des appels courts dans le but de vérifier l’accessibilité du réseau. 1. Les KPIs Comme pour le Long Call, la première étape consiste à vérifier les KPIs à travers les statistiques du DT.

Nom

Valeur 41

PFE2014- INPT

Taux de succès d’établissement d’appel (AMR)(%)

100.00%( 60 / (60+0))

Taux de coupures d’appel (AMR)

1.67 %( 1 / 60)

Nombre de coupures d’appel (AMR)

1

Nombre d’échecs d’établissement d’appel (AMR) Taux de succès du Soft Handover R99 (%) Moyenne de retard d’établissement (AMR) (s) Taux de Pilot Pollution (%)

0.00 100.00%( 1537 / (1537 + 0)) 4394.90ms( 263694 / 60) 1.60%( 162 / 10094)

Tableau II. 3 : Statistiques du SC 2. Le niveau de couverture (RSCP)

De même que pour le Long Call, on va commencer par la vérification du niveau de la couverture, en vérifiant les statistiques du RSCP et en analysant les différentes dégradations constatées.

Figure II. 24 SC: Statistiques de la couverture (RSCP)

Figure II. 25 SC: Distribution du RSCP & dégradations



Zone 1 : 42

PFE2014- INPT

Figure II. 26 SC: RSCP de la zone 1

Causes : D’après les mesures fournies par le logiciel GENEX Assistant, on constate qu’une cellule figurant dans le Detected Set a un très bon niveau de RSCP et de Ec/Io, mais le Handover n’a pas été effectué vers cette cellule. Cela est dû principalement à un problème de voisinage. Le nombre de voisins de la cellule serveuse a déjà atteint la valeur maximale possible (qui est 32), du coup il était impossible d’ajouter cette cellule comme voisine. Actions proposées : Pour remédier à ce problème on a fait un Neighbour Audit, qui vise à détecter et ajouter les relations de voisinage manquantes et à enlever les voisins non nécessaires, tout en évitant d’atteindre le nombre maximal de voisines. 

Zone 2 :

Figure II. 27 SC: RSCP de la zone 2

Causes: on a une dégradation de couverture du fait que le test est effectué dans un tunnel dans ce tronçon. Actions proposées: on propose l’installation d’un répéteur pour renforcer la couverture indoor dans ce tunnel.

43

PFE2014- INPT

3. Le Ec/No

Figure II. 28 SC: Distribution du RSCP & dégradations



Zone 1 :

Figure II. 29 SC: RSCP de la zone 1

Causes: échec du Handover à cause d’une fausse définition externe de la cellule voisine, ce qui fait que la cellule ayant une Ec/No et une bonne couverture ne figure pas dans le Monitored Set même si elle est définie comme voisine. Actions proposées: on a corrigé les paramètres de voisinage, notamment ceux relatifs à la définition externe de la cellule.  

Zone 2 : Déjà analysée dans le Long Call. Zone 3 :

44

PFE2014- INPT

Figure II. 30 SC: Ec/Io de la zone 3

Causes: Dégradation de la qualité due à un retard du Handover. De plus, la cellule a une valeur anormale du VSWR qui est de 2.5 alors qu’il ne doit pas dépasser 1.5. Actions proposées: On accélère le Handover vers la cellule voisine ayant la meilleure qualité. Aussi, on doit régler les problèmes du VSWR au niveau du centre de maintenance.  3.4.

Zone 4 : déjà traitée dans zone de dégradation de la couverture 2. HSDPA

Figure II. 31 HSDPA : Distribution du débit servi et dégradations

On constate une mauvaise distribution du débit servi HSDPA. On procède maintenant à l’analyse des points de dégradations majeures. 

Zone 1 :

45

PFE2014- INPT

Figure II. 32 HSDPA : Zone 1

Cause : On constate qu’on a un bon niveau de signal est de qualité. Après avoir vérifié les KPIs on a trouvé que le test est effectué durant l’heure de pointe de ce site (Busy Hour). Action proposée: Dans ce cas, aucune action n’est à proposer. 

Zone 2 :

Figure II. 33 HSDPA : Zone 2

Causes : le site X souffre d’un VSWR élevé, et le site Y souffre d’une alarme de transmission, ce qui a causé une dégradation de l’Ec/No, et donc de l’HSDPA dans cette zone. Actions proposées : les alarmes doivent être réglées par l’équipe de maintenance. Un Site Audit est aussi nécessaire pour le site X. 

Zone 3 :

46

PFE2014- INPT

Figure II. 34 HSDPA : Zone 3 Causes : on a un retard dans l’exécution de l’évènement 1B. La cellule ayant le pire niveau de l’Ec/No n’a pas quitté l’Active Set. Actions proposées : on a changé les paramètres relatifs à l’évènement 1B, notamment son seuil de déclenchement, de manière à le rendre plus facile. 3.5.

Implémentation du plan d’action et résultats de l’optimisation

Après avoir pris les actions nécessaires, on réalise un rapport du DT qui contient l’analyse des causes des dégradations et les actions proposées qu’on livre au client. Il existe deux manières de voir l’impact des solutions proposées sur le réseau. Soit on effectue un deuxième Drive Test dans le cluster concerné pour vérifier l’amélioration de l’état des zone dégradées, soit on vérifie l’évolution des KPIs après la mise en place des solutions. En général, les solutions relatives au déploiement sont celles qui prennent le plus de temps, et les Drive Tests ne sont pas fréquemment effectués, vu le grand nombre des clusters. Dans notre cas aussi, puisqu’on n’a pas encore effectué un autre DT sur ce cluster, on va se contenter de présenter l’évolution des KPIs. Le changement est visible sur un nombre de KPIs mais on va se contenter d’en présenter deux, à savoir le taux de coupures et le taux de succès du Soft Handover. On constate qu’à travers les actions prises on a pu diminuer considérablement les coupures d’appel, avec une diminution du taux de coupures par un facteur de 0.18%. Pour ce qui est du Soft Handover, on a constaté une amélioration de 1.23%, ce qui est une claire démonstration de l’efficacité des actions qu’on a proposées.

47

PFE2014- INPT

Figure II. 35 : Evolution du taux de coupures et du taux de succès du SHO

3. Exemple de SSV A travers le SSV de l’UMTS, on vérifie si les paramètres radio du site sont bien définis. Ces paramètres sont :     

L’identifiant du site (Site ID) ainsi que celui de la RNC qui le contrôle (RNCID); Les noms des cellules du site et leurs identifiants (CI); Longitude / Latitude et l’azimut du site ; Le PSC, les fréquences UL/DL, LAC, RAC ; La puissance du CPICH et le nombre de CE (Channel Element) disponibles.

On va maintenant présenter un exemple de SSV effectué pour un site X. On va tout d’abord vérifier les paramètres du site puis le niveau de couverture et de qualité. On a trouvé que les paramètres sont bien définis pour ce site. Dans le cas contraire il faut revoir les paramètres planifiés du site.

48

PFE2014- INPT

Figure II. 36 : SSV

Ensuite, on vérifie si on a un Cross Feeder (détecté à partir de la distribution de PSC), le Handover inter et intra site et le débit moyen offert par chaque secteur. On constate d’après la distribution des PSC que chaque cellule couvre dans sa zone de rayonnement, donc on n’a pas de Cross Feeder. Il faut aussi vérifier la couverture du site. On constate qu’on a un bon niveau de couverture, vu qu’on a un RSCP supérieur à -85 dBm le long du parcours. Puis on vérifie la distribution de l’Ec/Io le long du parcours du SSV, qui est aussi bonne.

Conclusion Cette partie étant achevée, on y a présenté le processus de l’optimisation radio ainsi que les différents problèmes qui causent les dégradations de la couverture et de la qualité du réseau, notamment détectés à travers les différents cas qu’on a rencontrés durant le stage.

49

PFE2014- INPT

Chapitre III : La Planification LTE I. Présentation de la norme LTE Introduction

Malgré son évolution constante, l’UMTS approche un nombre de limitations inhérentes de design, de la même manière que GSM et GPRS. Ce qui a poussé à la refonte du réseau d’accès et du réseau cœur vers la LTE : Long Term Evolution. LTE a apporté des améliorations en termes de réduction des coûts et du délai, ainsi qu’en termes de performances et du débit. Dans cette partie, on va introduire la technologie LTE à travers son architecture et les principales techniques qui la caractérisent.

1. Architecture L’EPS, Evolved Packet System, représente l’ensemble du réseau à savoir LTE et SAE. Il a les caractéristiques suivantes : Il possède une architecture plate et simplifiée comparée à celle hiérarchique des systèmes 2G/3G. Puisque l’entité RNC est enlevée, ses fonctions sont réparties entre l’eNodeB et le réseau cœur, la grande partie étant assignée à l’eNodeB. Il s’agit d’une architecture uniquement paquet comparée à l’architecture 2G/3G circuit et paquet. Son interface radio est totalement partagée entre tous les usagers en mode connecté, comparée à des ressources dédiées et partagées dans l’architecture 2G/3G. Il permet des Handover vers les autres réseaux 2G/3G afin d’assurer des communications sans coupure en environnement hétérogène. - E-UTRAN : Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network Le réseau d’accès consiste en plusieurs eNodeBs, qui sont interconnectées à travers l’interface X2. Le principal rôle de cette dernière est de minimiser les pertes de paquets lors de la mobilité de l’usager durant le Handover. L’eNodeB est responsable de la transmission et de la réception radio avec l’UE et dispose d’une interface S1 avec le réseau cœur. L’interface S1 consiste en S1-C (S1Contrôle) entre l’eNodeB et le MME et S1-U (S1-Usager) entre l’eNodeB et le Serving GW.

Figure III. 1: Architecture de l’E-UTRAN 50

PFE2014- INPT

- EPC : Evolved Packet Core Le réseau cœur EPC, quant à lui, est constitué principalement du MME (Mobility Management Entity) qui est le plan contrôle, du SGW (Serving Gateway) qui constitue le plan utilisateur, et du PGW (Packet Data Network Gateway). L’architecture en détails est présentée dans la figure suivante.

Figure III. 2: Architecture de l’EPC

MME :Mobility Management Entity Ses fonctions incluent: • La signalisation EMM et ESM avec l’UE : Les terminaux LTE disposent des protocoles EMM (EPS Mobility Management) et ESM (EPS Session Management) qui leur permettent de gérer leur mobilité (attachement, détachement, mise à jour de localisation, etc) et leur session (établissement/libération de session de données) respectivement. De plus, l’entité MME reçoit toute la signalisation émise par l’UE et peut l’archiver à des fins de traçabilité; • L’authentification des UEs à partir des informations recueillies du HSS ; • La gestion de la liste de Tracking Area : L’UE est informé des zones de localisation prises en charge par le MME, appelées Tracking Area. L’UE met à jour sa localisation lorsqu’il se retrouve dans une Tracking Area qui n’est pas prise en charge par son MME ; • La sélection du Serving GW et du PDN GW. PDN GW (Packet Data Network Gateway) C’est l’interface entre le réseau et les réseaux externes (Internet et Intranets). Le PDN GW est l’entité qui termine le réseau mobile EPS et assure l’interface aux réseaux externes IPv4 ou IPv6. Il sa charge également de l’allocation de l’adresse IP de l’UE.

HSS (Home Subscriber Server) 51

PFE2014- INPT

Avec la technologie LTE, le HLR est réutilisé et renommé Home Subscriber Server (HSS). A la différence de la 2G et de la 3G où l’interface vers le HLR est supportée par le protocole MAP (protocole du SS7), l’interface S6 s’appuie sur le protocole DIAMETER (protocole de IP). Le HSS est une base de données qui est utilisée simultanément par les réseaux 2G, 3G, LTE/SAE et IMS appartenant au même opérateur. Il supporte donc les protocoles MAP et DIAMETER. Entité PCRF (Policy & Charging Rules Function) L’entité PCRF fournit au PDN-GW les règles de taxation permettant au PGW de différencier les flux de données de service et de les taxer de façon appropriée. Notons aussi que les entités MME et SGW sont connectées avec le SGSN afin de permettre l’interopérabilité entre les autres technologies, à savoir le GSM et l’UMTS.

2. Caractéristiques de LTE Parmi les principales caractéristiques de LTE on trouve : - Une Flexibilité dans le choix des bandes de fréquences. En effet, LTE offre six possibilités de largeurs de bande, à savoir 1.4, 3, 5, 10, 15 ou 20 Mhz. L’intention est de permettre un déploiement flexible en fonction des besoins des opérateurs et des services qu’ils souhaitent proposer. - Un Débit élevé, allant jusqu'à 150 Mbps dans la voie descendante, et 50Mbps dans la voie montante (obtenus à travers une bande de 20Mhz). - Un ordonnancement très rapide, avec un TTI (Transmission Time Interval) de 1ms. - Un Faible délai pour la transmission de données : Moins de 5 ms entre l’UE et le réseau d’accès dans une situation de non-charge où un seul terminal est ACTIF sur l’interface radio. La valeur moyenne du délai devrait avoisiner les 25 ms en situation de charge moyenne de l’interface radio. Ceci est dû principalement au fait qu’il n’y a plus de RNC dans le réseau d’accès, ce qui a aussi diminué les coûts de maintenance. - Une Mobilité assurée à des vitesses allant jusqu’à 350 km/h. En effet, le Handover pourra s’effectuer (LTE ne permet que le hard Handover et non pas le soft Handover) dans des conditions où l’usager se déplace à grande vitesse. - Une Couverture de cellule importante dans les zones urbaines et rurales : Comme la LTE pourra opérer sur des bandes de fréquences diverses et notamment basses, il sera possible de considérer des cellules qui pourront couvrir un large diamètre.

3. Allocation de fréquences et méthodes d’accès Allocation des fréquences

Comme pour la WCDMA, il existe deux modes de duplexage, à savoir le FDD et le TDD (voire Partie I- chapitre II). A chaque mode de transmission correspondent plusieurs bandes de fréquences. 52

PFE2014- INPT

Pour le FDD, les bandes les plus utilisée sont la bande 1 du WCDMA, la bande 3 et la bande 7. (voir annexe 3). L’OFDMA/SC-FDMA

L'OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) est une modulation à porteuses multiples dont la principale caractéristique est l'orthogonalité des canaux supportés par chaque porteuse (appelés aussi sous-porteuses). Les modulations à porteuses multiples ont été introduites pour combattre l'interférence entre symboles tout en maintenant un débit élevé. La méthode d’accès multiple correspondant à l’OFDM est l’OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access, qui est introduite pour assurer une meilleure gestion du spectre. En effet, la bande de fréquences est divisée en plusieurs sous-porteuses de 15kHz, et les ressources sont allouées aux utilisateurs d’une manière variante, dépendant des requis des services demandés par chaque utilisateur.

Figure III. 3: OFDM/OFDMA

Cette technique a apporté plusieurs avantages, tels qu’une efficacité spectrale plus élevée et plus de protection contre l’effet des interférences. Cependant, elle présente un inconvénient majeur qui est un facteur de crête (PAPR : Peak-to-Average Power Ratio) élevé, du fait que la puissance reçue est la somme des puissances de toutes les sous-porteuses. Plus le PAPR est élevé, plus élevé est le niveau de puissance au-dessus duquel l’amplificateur doit fonctionner pour décoder le signal. Afin de remédier à ce problème, un amplificateur puissant est nécessaire. Cependant, celui-ci a des requis en termes de coût et de taille, ce qui le rend difficile à implémenter au niveau des équipements utilisateurs, mais il est possible à implémenter dans l’eNodeB. Pour cela, on n’utilise l’OFDMA que pour la voie descendante. Pour la voie montante, on utilise une technique un peu similaire, qui utilise l'accès multiple monoporteuse (SC-FDMA), à la différence que celle-ci n'est pas sensible au PAPR (Peak to Average Power Ratio) en raison de sa structure simple. Elle utilise une modulation simple avec une égalisation dans le domaine fréquentiel pour adapter l'accès multi-utilisateur. La figure suivante fournit une comparaison entre l’OFMDA et la SC-FDMA.

53

PFE2014- INPT

Figure III. 4: L’OFMDA et la SC-FDMA

4. Architecture en couches Le LTE fonctionne sur un système à couches entre l'utilisateur (UE), l'eNodeB (eNB) et le Mobile Management Entity (MME). Ses couches sont pareilles à celles de l’UMTS. Chaque couche communique avec son équivalente du même niveau. Les différentes couches présentes sont : - PHY : Couche Physique des équipements, supportant les technologies OFDMA et SC-FDMA. Elle est chargée de la transmission effective des signaux entre les interlocuteurs. La couche liaison est composée des sous-couches MAC, RLC et PDCP : - MAC (Media Access Control) est chargée de l'interface entre les couches supérieures et la couche physique. Elle inclut aussi les mécanismes de multiplexage et le HARQ. - RLC (Radio Link Control) fiabilise la transmission de données en mode paquet. Elle est aussi chargée de la segmentation est de l’ARQ - PDCP (Packet Data Control Protocol) : Cette couche est chargée de la compression et de la décompression des données à travers la technique ROHC (Robust Header Compression), pour leur acheminement sur le réseau. - RRC (Radio Resource Control) : est la couche 3. Comme son nom l'indique, le RRC est chargé de contrôler les ressources afin de garantir la Qualité de Service (QoS). Deux états sont possibles : RRC_IDLE (pas d'équipement connecté) ou RRC_CONNECTED. La figure suivante présente l’architecture en couches.

Figure III. 5: Architecture en couches de l’interface radio

54

PFE2014- INPT

5. Caractéristiques de la couche physique Dans cette partie on va présenter quelques techniques de la couche physique, et on va commencer par introduire la trame LTE. En effet, il existe deux types de trames, à savoir type 1 pour le FDD et type 2 pour le TDD. On va se contenter de présenter le trame de type 1, du fait que le FDD est le mode le plus utilisé. Structure de la trame

Figure III. 6: Structure de la trame FDD

La trame FDD est composée de 20 Slot. Chaque slot est composé de 7 symboles et a une durée de 0.5ms, ce qui résulte en une trame de 20ms. La trame peut aussi être présentée en termes de sous-trames. Chaque sous-trame étant la combinaison de deux slots. Donc chaque trame comporte 10 sous-trames de 1ms. Un nouveau concept introduit dans LTE est le bloc de ressource ou « Resource Block », qui est l’unité minimale d’ordonnancement.

Figure III. 7: Structure du bloc de ressource

Chaque bloc de Ressource est composé de plusieurs éléments de ressource, « Resource Elements » ou RE. Un RE a une structure en deux dimensions, un symbole dans le domaine temporel et une sous-porteuse dans le domaine fréquentiel. Un RB consiste en un slot (7

55

PFE2014- INPT

symboles) et 12 sous-porteuses consécutives sous la configuration normale du préfixe cyclique (CP). Le préfixe cyclique Le Préfixe Cyclique (CP) est une technique qui consiste à insérer une copie d’un bloc d’information à transmettre en amont de chaque symbole. Plus clairement, il s’agit de récupérer une partie des informations à transmettre et d’insérer ces informations en début du symbole.

Figure III. 8: préfixe cyclique

Le CP joue le rôle de Buffer dans le cas d’une transmission dite à multi-trajets, pour récupérer l’information en cas de perte. Il sert également comme période de garde afin d’éliminer les interférences entre symboles (ISI). Deux types de configurations du CP existent, à savoir la configuration normale et étendue. Dans la configuration normale, la trame LTE comporte 7 symboles. Pour la configuration étendue, elle en comporte 6 ou bien 3, du fait que le CP occupe plus de bits. L’augmentation de la taille du CP offre une plus grande couverture, mais au prix d’un en-tête plus long. Les canaux De manière similaire à l’UMTS, le système LTE utilise le concept du canal afin d’identifier les différents types d’information à transmettre sur l’interface radio, les caractéristiques de la qualité de service associée ainsi que les paramètres physiques liés à la transmission. LTE définit également des canaux logiques, des canaux de transport et des canaux physiques, qui ont les mêmes rôles que ceux définis pour l’UMTS. Les canaux de LTE sont présentés dans l’annexe 4. Les signaux physiques Outre les canaux physiques, LTE utilise Les signaux physiques qui ne portent pas d'information issue des couches supérieures (c'est-à-dire les canaux de transport) mais sont nécessaires aux opérations de la couche physique. Les signaux physiques occupent des éléments de ressources et sont associés à des paramètres de transmission physiques prédéfinis. On distingue deux signaux physiques importants, à savoir le signal de référence et le signal de synchronisation. - Le signal de référence a un rôle similaire à celui du signal pilote de l’UMTS, il est utilisé pour l’estimation du canal de transmission, notamment à travers l’indicateur la qualité du canal (Channel Quality Indicator : CQI). Cette information est cruciale pour de nombreuses fonctions de

56

PFE2014- INPT

la couche physique, telles que le scheduling, l’adaptation du lien et la détermination des paramètres MIMO, la démodulation cohérente ainsi que les mesures nécessaires à la mobilité. Différents types de signaux de référence sont définis pour la voie montante et descendante. Pour la voie descendante, le plus important est le CRS : Cell-Specific Reference Signal. Sa position dans la sous-trame dépend du PCI (Physical Cell Identy). Elle est présentée dans la figure suivante, et dépend du type de MIMO utilisé.

Figure III. 9: Cell-Specific RS Mapping selon différentes configurations MIMO

Pour la voie montante, on trouve le DMRS (Demodulation Reference Signal) et le SRS (Sounding Reference Signal). - DMRS : ces signaux sont associés à la transmission de PUSCH et PUCCH, et spécifiques à un UE particulier, dans le but d’estimer le canal pour permettre une démodulation cohérente à la station de base. - SRS : ces signaux ne sont associés à aucun canal physique spécifique à un UE particulier. Il sert à déterminer la qualité du canal (notamment les ressources où l’UE n’est pas servi, et maintenir la synchronisation). Le deuxième signal physique est le signal de synchronisation. Il est principalement utilisé pour la synchronisation initiale, la détection et l’identification de la cellule. Le signal de référence occupe 62 sous-porteuses centrales de la bande du système, et est envoyé dans la première et la 6ème sous-trame. Le signal de synchronisation primaire (PSS) est envoyé sur le dernier symbole du slot 0 et slot 11, alors que le signal de synchronisation secondaire (SSS) est envoyé sur l’avant dernier symbole du slot 0 et slot 11.

57

PFE2014- INPT

Figure III. 10: Position du signal de référence

Ces signaux de référence sont utilisés dans la procédure de cell search, lorsque le mobile est allumé et cherche une cellule pour en extraire les informations système. Il sert à déterminer l’identifiant de la cellule (PCI). En effet, on a PCI = 3*NID(1) + NID(2) , où : - NID(1) représente l’identifiant du groupe de la cellule, il a des valeurs entre 0 et 167 et est obtenu à partir du signal de synchronisation secondaire (SSS). - NID(2) représente l’identifiant de la cellule à l’intérieur du groupe, il a des valeurs entre 0 et 2, c’est-à-dire trois identifiants par groupe de cellule. Il est obtenu à partir du signal de synchronisation secondaire (PSS). Au total, on a 504 PCI disponibles.

6. Les principales techniques de LTE -

MIMO

MIMO, Multiple Input Multiple Output (« entrées multiples, sorties multiples » en français) est l’une des innovations majeures de LTE, utilisée pour améliorer les performances du système. Cette technologie offre à LTE la possibilité d’améliorer encore plus son débit de données et son efficacité spectrale en plus de celui obtenu avec l’OFDM. Malgré que MIMO rend le système plus complexe en termes de traitement et de nombre d’antennes requises, elle s’est avérée une technique très avantageuse pour LTE, est a été définie comme une partie intègre de cette technologie. MIMO est principalement utilisé dans le sens descendant, du fait qu’elle est difficile à implémenter au niveau de l’UE, à cause de plusieurs contraintes de coût et de consommation d’énergie. Deux types de techniques sont utilisés dans le MIMO Downlink, à savoir : - SFBC : Space Frequency Block Coding, qui est utilisée lorsque le mobile se trouve dans de mauvaises conditions de canal. Elle consiste à envoyer des versions différentes de la même information. Ainsi, si des erreurs affectent une séquence, la deuxième sera utilisée. Cette technique permet d’avoir un meilleur signal grâce au gain de diversité, mais le débit n’est pas augmenté. - MCW : Multi CodeWord, cette technique consiste à transmettre des informations différentes sur chaque antenne, ce qui permet de doubler le débit. 58

PFE2014- INPT

-

ICIC : Inter-Cell Interference Control

ICIC est une technique utilisée pour contrôler les interférences. C’est une stratégie d’ordonnancement qui consiste à affecter différentes parties de la bande de fréquences aux centres et aux extrémités des cellules de manière à éviter les interférences aux extrémités des cellules et d’augmenter le facteur de réutilisation des fréquences.

Figure III. 11: ICIC

Cependant, cette technique est seulement recommandée dans le cas où on a plusieurs utilisateurs, car elle diminue la bande utilisée. -

Adaptive Modulation and Coding

En LTE, le schéma de modulation et le taux de codage dépendent de l’état du canal. Lorsque le mobile se trouve dans de bonnes conditions radio, il va utiliser un schéma de modulation et un taux de codage élevés, et vice-versa. -

SON: Self Organizing Networks

Self Organizing Networks (S.O.N.) est une technologie conçue pour permettre l’auto-configuration, l’auto-exploitation et l’auto-optimisation des équipements des réseaux cellulaires de téléphonie mobile. Dans les réseaux cellulaires 2G et 3G actuels, de nombreux paramètres de réseau sont configurés manuellement. La planification, la mise en service, la configuration, l’intégration et la gestion de ces paramètres sont efficaces et fiables pour l’exploitation du réseau mais leur coût est très élevé pour les opérateurs. En plus, ces interventions manuelles sont souvent sources d’erreurs et sont relativement lentes. Grâce à cette technique, l’eNodeB va pouvoir configurer son PCI, sa fréquence et sa puissance de transmission, ce qui mène à une planification plus rapide. Le but est de permettre une auto-configuration des équipements, améliorant ainsi la flexibilité et les performances du réseau tout en réduisant les coûts et les délais. Parmi les fonctionnalités des SON on trouve : - ANR : Automatic Neighbour Relation : c’est une caractéristique des SON qui permet de modifier et d’optimiser les relations de voisinages selon la position de l’UE. - Détection Automatique des Collisions PCI : en effet, la collision de PCI désigne la situation où deux cellules adjacentes ont le même PCI. Cela est automatiquement détecté en LTE et une 59

PFE2014- INPT

nouvelle configuration de PCI est demandée. Ainsi, le PCI va être unique dans la zone de couverture d’une cellule, et dans la liste de ces voisines. - MLB : Mobility Load Balancing : grâce à cette technique, les eNodeB peuvent échanger des informations sur l’état de charge de leurs cellules à travers l’interface X2, et partager la charge avec les cellules moins chargées. Ce qui va réduire considérablement les coupures d’appels et le taux d’échec du Handover. - MRO : Mobility Robust Optimization : consiste à ajuster automatiquement les paramètres du réseau, comme par exemple ceux relatifs au Handover, de manière à éviter le Ping-pong Handover, le Handover trôt top et les retard du Handover.

II. Planification LTE pour une région du Maroc Dans cette partie, on va présenter le processus et le résultat de la planification LTE effectuée pour une région du Maroc. Le but de ce projet est d’implémenter la LTE dans quelques sites 3G de cette région, du fait que les antennes Single RAN supportent LTE aussi. A travers le dimensionnement on va calculer le nombre de sites nécessaires pour assurer une couverture avec ces requis. Par la suite on va sélectionner des sites candidats, puis procéder à la simulation de la couverture jusqu’à effectuer le choix optimal des sites. Tout d’abord, on va présenter la procédure de la planification LTE. En effet, elle se fait sur quatre étapes, comme montré dans la figure suivante :

Figure III. 12: Processus de la planification LTE

1. Préparation La première phase consiste à préparer les différents paramètres nécessaires à la planification. Ces paramètres sont : -

La zone cible à couvrir et détermination de sa morphologie (Urbain dense, urbain, rural …) ; Le service cible, qui est le service paquet pour LTE (PS) ; La qualité cible, c'est-à-dire le débit qu’on veut garantir en UL et DL aux extrémités des cellules ; La probabilité de couverture cible ainsi que le taux de charge cible.

Pour notre cas, on est devant une petite ville du Maroc, avec une superficie de 42 km². Donc on va considérer une morphologie urbaine, avec un débit de 1Mbps en Uplink et de 3Mbps en Downlink à l’extrémité des cellules et une probabilité de couverture cible de 95%.

60

PFE2014- INPT

Figure III. 13 : Les sites 3G existants de la région cible

2. Dimensionnement La deuxième étape de la planification est le dimensionnement. Elle consiste à calculer le nombre de sites nécessaires pour répondre aux exigences de couverture. Il existe deux types de dimensionnement, à savoir le dimensionnement par la couverture et par la capacité. Normalement il faut effectuer les deux et choisir le nombre de sites maximum entre les deux. Cependant, il est possible de n’en considérer qu’in seul. Pour ce projet, on a choisi un dimensionnement basé sur la couverture, en utilisant l’outil RND (Radio Network Dimensioning) de Huawei. Pour cela, on applique le bilan de liaison pour la voie montante et la voie descendante. Son principal objectif est de calculer le MAPL (Maximum Accepted Path Loss), qui désigne la valeur maximale des pertes de trajet tolérée. Une fois le MAPL calculé, on utilise un modèle de propagation adéquat pour déterminer le rayon de couverture de la cellule, qui est le minimum des rayons calculés en Uplink et en Downlink. Le modèle de propagation choisi pour ce projet est une version adaptée du modèle Cost231-Hata, appelé Cost231-Hata(Huawei), où on a calibré quelques constantes pour adapter le modèle aux exigences de Huawei. Après avoir déterminé le rayon de la cellule, on calcule la zone de couverture d’un site. Pour un site trisectoriel on utilise la formule suivante : Zone de couverture d’un site = * √ * R²

(*)

(*) R est le rayon de la cellule.

Enfin, le nombre de sites est égal à : N =

61

PFE2014- INPT

Le processus de dimensionnement de la couverture est résumé dans la figure III.14.

Figure III. 14: Processus de dimensionnement de couverture

Dans un premier temps, on fournit toutes les informations nécessaires au bilan de liaison, comme indiqué dans la figure III.15. ce qui va permettre de calculer le Path Loss toléré et le rayon de la cellule comme montré dans la figure III.16

Figure III. 15: Paramètres requis pour le dimensionnement

62

PFE2014- INPT

Figure III. 16: Calcul du PathLoss et du rayon de couverture

Finalement, on a obtenu un rayon de couverture de 0.87 km. Ce qui va nécessiter 29 sites, qu’on va devoir choisir parmi les 42 sites existants dans la ville. Ce calcul est obtenu à l’aide de l’outil RND comme indiqué dans la figure III.17.

Figure III. 17: Calcul du nombre de sites nécessaire

On a également réalisé une prédiction de la capacité des cellules, notamment à travers le débit moyen offert, on a obtenu un débit moyen de 9.19 Mbps en Uplink et 21.69 Mbps en Dowlink, comme indiqué dans la figure III.18.

63

PFE2014- INPT

Figure III. 18 : Calcul du débit moyen estimé

3. Planification nominale Après le dimensionnement, la planification nominale du réseau est effectuée afin de déterminer : -

L’emplacement théorique des sites, notamment les coordonées Latitude/Longitude ; Les paramètres radio des sites (La hauteur, l’azimut, le tilt ..) ; Le search ring = R/4. Lorsque la position théorique d’un site n’est pas bonne, on choisit des sites de secours qui doivent être inclus dans le search ring.

Enfin on réalise une simulation du système, à l’aide de l’outil U-NET de Huawei, afin de vérifier que les exigences sont satisfaites. Sinon il faut procéder à des modifications des paramètres.

Figure III. 19 Simulation de la couverture avec U-NET

64

PFE2014- INPT

4. Planification détaillée La dernière partie du processus de la planification est la planification détaillée. Elle est complétée en deux parties : -

Site Survey : afin de confirmer que la position théorique du site est bonne, sinon on doit la changer tout en la gardant à l’intérieur du search ring; Planification des paramètres des cellules, à savoir : o les fréquences ; o le TA (Tracking Area) ; o Le PCI (Physical Cell Identifier) ; o PRACH.

Conclusion A la différence des réseaux 2G/3G, la couverture en LTE est affectée par plusieurs facteurs, notamment la largeur de bande flexible et d’autres techniques qui apportent du gain additionnel telles que MIMO et ICIC, qui doivent être pris en compte dans le processus de dimensionnement. Les résultats de dimensionnement sont aussi affectés par les différents schémas de modulation et de codage cibles, ce qui nécessite un modèle approprié à ces différentes bandes.

65

PFE2014- INPT

Conclusion générale et perspectives

L’un des soucis majeurs des opérateurs est de garantir la qualité de service à leurs clients, tout en minimisant les coûts. D’où la nécessité de l’optimisation du réseau, qui vise à améliorer les performances avec les ressources existantes. Le premier objectif de ce projet de fin d’études était de maîtriser les techniques d’optimisation des réseaux SingleRAN 2G/3G. Pour ce faire, on était amené en premier lieu à étudier les principes fondamentaux de ces technologies afin de pouvoir assimiler la méthodologie de l’optimisation adoptée au sein de Huawei, et ce afin de pouvoir intégrer l’une des équipes et de participer au processus de l’optimisation. Le deuxième objectif consiste à maitriser la LTE, étant une nouvelle technologie en cours de déploiement au Maroc. Dans cette optique, j’ai pu m’initier à la planification LTE, notamment en participant à la planification pour une région du Royaume. Ce stage au sein de Huawei était une expérience très enrichissante, autant sur le plan professionnel que sur le plan personnel. Il m’a permis d’approfondir mes connaissances théoriques et d’acquérir de nouvelles connaissances techniques relatives à l’ingénierie de l’optimisation et de la planification radio. De plus, j’ai eu l’occasion de découvrir l’ambiance de travail dans une multinationale, et de travailler avec des ingénieurs de différentes cultures et d’une grande expertise, ce qui a été d’un grand apport pour moi. En guise de perspective, on prévoit d’effectuer un dimensionnement basé sur la capacité et d’étendre la planification à d’autres régions et de s’initier à l’optimisation des paramètres.

66

PFE2014- INPT

ANNEXE 1 : Les canaux de l’UMTS On va présenter les canaux les plus importants de l’UMTS. La distinction entre ces canaux peut être faite selon leurs types, soit dédiés ou bien communs, ou bien selon le type d’informations qu’ils portent, soit de trafic ou bien de contrôle. Canaux logiques : DTCH (Dedicated Traffic Channel) : est un canal bidirectionnel, utilisé pour transmettre les données sur un canal de communication dédié à un mobile donné. CTCH (Common Traffic Channel) : est un canal unidirectionnel utilisé pour transmettre des informations à un groupe d’utilisateurs. Dedicated et Common Control Channels (DCCH & CCCH) : sont des canaux de contrôle. Ils sont utilisés pour le transport de la signalisation, notamment après l’établissement d’une connexion RRC. Canaux de transport : Les canaux logiques de trafic précédents sont organisés par la couche MAC dans les canaux de transport. Parmi lesquels on cite : DCH (Dedicated Channel) : est le seul canal de transport dédié. Il est bidirectionnel. Lorsque le réseau décide d’allouer des ressources de trafic dédiés à une communication mobile réseau, le canal logique DTCH sera supporté par des canaux de transport de type DCH. RACH (Random Access Channel) : est un canal Uplink utilisé pour l’accès initial au réseau et la transmission de petites quantités de données. FACH (forward Shared Channel) : est un canal de transport commun unidirectionnel Downlink, utilisé pour la transmission de la signalisation dédiée (typiquement en réponse au RACH), et de petites quantités de données. PCH (Paging Channel) : est un canal utilisé pour la diffusion d’informations sur toute la cellule, telles que le paging. Canaux physiques DPDCH (Dedicated physical Data Channel) : c’est un canal physique qui transporte les canaux de transport dédiés DCH. Il représente une partie des canaux physiques dédiés sur le lien descendant DPCH (Dedicated Physical Channel).L’autre partie c’est celle du contrôle DPCCH (Dedicated Physical Control Channel). CCPCH (Common Control Physical Channel) : ce canal physique permet de transporter des informations de contrôle telles que le scrambling code utilisé en Downlink. PRACH (Physical Random Access Channel) : utilisé pour transporter les informations d’accès initial au réseau.

67

PFE2014- INPT

CPICH (Common PIlot CHannel) : il est composé d’une séquence prédéfinie de bits dits « pilotes » qui sont transmis en permanence sur la cellule. Le CPICH est utilisé principalement pour estimer la qualité du canal de propagation. La précision de cette estimation permet d’améliorer les performances des techniques de détection mises en place à la réception, pour récupérer l’information binaire transmise par le biais des canaux physiques dédiés et communs de la voie descendante. Il est aussi nécessaire de connaitre la correspondance (Mapping) entre les différents types de canaux, ceci est présenté dans la figure suivante.

Figure 1: Mapping entre les canaux logiques, physiques et de transport.

68

PFE2014- INPT

ANNEXE 2 : Les outils logiciels Dans cette annexe on va présenter les différents logiciels utilisés durant ce stage de fin d’études. GENEX Assistant L’Assistant appartient à la famille GENEX de Huawei, il permet d’avoir une vue globale sur les performances du réseau, de vérifier la planification et l’optimisation du réseau, et de localiser les problèmes qui causent les dégradations de ses performances, tous cela à travers l’analyse des données des réseaux GSM, WCDMA ou même LTE, obtenus à partir des Drive Tests sous format de Logfiles. L’interface de l’assistant est présentée dans la figure 3.

Figure 2: L’interface de l’Assistant Mapinfo MapInfo Professional est un Système d'information géographique (SIG) qui permet de réaliser des cartes sous format numérique. C’est un logiciel conçu autour d'un moteur d'édition de cartes qui permet la superposition de couches numériques, et incorpore un grand nombre de formats de données, de fonctions cartographiques et de gestion de données, etc. L’interface de Mapinfo est présentée dans la figure 4.

Figure 3: L’interface de Mapinfo GENEX Nastar

69

PFE2014- INPT

Nastar GSM fait aussi partie de la famille GENEX de Huawei. Il permet de vérifier l’allocation des fréquences pour le réseau GSM et détecter les problèmes qui peuvent causer des interférences. Il est aussi utilisé pour choisir les bonnes fréquences pour les nouveaux sites ou pour un site existant dans le cas où ce dernier souffre d’interférences. Nastar GSM est également utilisé pour vérifier et modifier les relations de voisinage. L’interface de Nastar GSM est présentée dans la figure 5.

Figure 4: L’interface de Nastar GSM U-NET : U-Net est un produit de Huawei, il fournit des outils pour la surveillance de l'interface air. Cette solution facilite la planification, la simulaion et l'optimisation des réseaux. L’interface de l’U-NET est présentée dans la figure 6.

Figure 5: L’interface de l’U-NET CME: Configuration Management Express CME est un outil qui permet la configuration de données pour l’ensemble des éléments du réseau d’accès. Le CME permet aux utilisateurs de créer à distance des sites, développez rapidement la capacité du réseau 70

PFE2014- INPT

et d'optimiser son efficacité. L’outil offline permet de générer les scripts relatifs à la modification des paramètres du réseau. L’interface du CME est présentée dans la figure 7.

Figure 6: L’interface du CME LMT : Local Maintenance Terminal LMT est un système qui permet d’effectuer des tâches relatives à la maintenance des équipements, le traçage des messages et la supervision en temps réel du réseau. Durant ce stage, on a uniquement utilisé l'outil offline LMT, qui sert à générer les différents scripts MML (Man Machine Language), qu’on implémente au niveau de l'OMC (Operation & Maintenance Center). L’interface du CME est présentée dans la figure 8.

Figure 7: Interface du Offline LMT

71

PFE2014- INPT

ANNEXE3 : Bandes de fréquences LTE FDD :

Figure 8: Bandes de fréquences pour le mode FDD

TDD :

Figure 9: Bandes de fréquences pour le mode TDD

72

PFE2014- INPT

ANNEXE 4 : Les canaux de LTE Dans cette annexe, on présente les différents canaux de LTE, à savoir les canaux logiques, les canaux de transport et les canaux physiques.

Tableau 1: Les canaux logiques de LTE

Tableau 2 : Les canaux de transport de LTE

73

PFE2014- INPT

Tableau 3: Canaux physiques pour la voie montante

Tableau 4: Canaux physiques pour la voie descendante

Figure 10: Association entre les différents canaux de la voie montante

Figure 11 : Association entre les différents canaux de la voie montante

74

PFE2014- INPT

BIBLIOGRAPHIE

DOCUMENTS : -

FROM GSM TO LTE, AN INTRODUCTION TO MOBILE NETWORKS AND MOBILE BROADBAND- Martin Sauter- WirelessMoves, Germany. 4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband- Erik Dahlman, Stefan Parkvall, and Johan Sköld.

DOCUMENTS INTERNES :

-

HUAWEI Internal Documentation -WCDMA Radio Interface Physical Layer. HUAWEI Internal Documentation - WCDMA UTRAN Signaling Procedure. HUAWEI Internal Documentation - WCDMA handover analysis. HUAWEI Internal Documentation- WCDMA Load Control. HUAWEI Internal Documentation - RAN Load Control Parameter Description. HUAWEI Internal Documentation - RF Optimization Guide.

WEBOGRAPHIE :

-

http://www.3gpp.org. http://www.huawei.com. http://www.efort.com. http://www.umtsworld.com.

75

PFE2014- INPT