Version finale

Université Hassan Premier

Ecole Nationale des Sciences Appliquées

Khouribga

Projet de Fin d’Etude

En vue de l’obtention du diplôme

INGENIEUR D’ETAT

Génie Réseaux et Télécommunications

Présenté par

Salwa EL HABCHI

Soutenu le (date de soutenance), devant le jury :

Nom 1 établissement 1 Président

Nom 2 établissement 2 Examinateur

Nom 3 établissement 3 Examinateur

M. Zouhair KASSOU Huawei Encadrant externe

M. Mohamed CHAHID Huawei Encadrant externe

M. Ahmed MOUHCEN établissement 5 Encadrant interne

Planification et Optimisation du réseau 3G

2

Projet de fin d’études:

Optimisation du réseau 3G de Méditel

3



Sommaire

Dédicaces ..................................................................................................................................... 5

Remerciement............................................................................................................................... 6

Résumé ........................................................................................................................................ 7

Abstract........................................................................................................................................ 7

Liste des tableaux.......................................................................................................................... 8

Liste des figures ............................................................................................................................ 8

Introduction générale....................................................................................................................10

Cahier des charges .......................................................................................................................11

Introduction à la 3G .....................................................................................................................13

1-1 Historique de l’évolution des systèmes WCDMA .................................................................13

1-2 Architecture du réseau WCDMA .........................................................................................15

1-2-1 Réseau cœur ................................................................................................................15

1-2-2. Domaine PS................................................................................................................16

1-2-3. Partie commune entre PS et CS ....................................................................................16

1-2-4. UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Acces Network) ......................................................16

1-2-5. Les interfaces du RAN ................................................................................................18

1-3. La couverture de l’UMTS ..................................................................................................20

1-4. Duplexage dans UMTS ......................................................................................................21

1-5. La chaine de transmission en UMTS ...................................................................................21

a. Le codage source...............................................................................................................22

b. Le codage canal et entrelacement .......................................................................................22

c. L’étalement du spectre (spreading) .....................................................................................22

d. Les codes..........................................................................................................................23

e. Codes de canalisation ........................................................................................................23

f. Codes d’embrouillage ........................................................................................................24

g. La modulation...................................................................................................................25

1-6. Les canaux de la Release99 ................................................................................................25

a. Les canaux logiques :.........................................................................................................25

b. Canaux de transport :.........................................................................................................26

c. Les canaux physiques ........................................................................................................26

1-7. Etat du UE (User Equipement) ...........................................................................................27

4



a. Idle Mode .........................................................................................................................27

b. Connected mode ...............................................................................................................27

1-8. Le Contrôle de puissance ...................................................................................................29

a. Contrôle de puissance Open-Loop ......................................................................................29

b. Contrôle de puissance Inner-Loop ......................................................................................29

c. Contrôle de puissance Outer-loop: ......................................................................................29

1-9. Le Handover .....................................................................................................................30

a. Le Soft/Softer Handover ....................................................................................................30

b. Le Hard Handover.............................................................................................................31

1-10.Compressed mode.............................................................................................................33

2-11. La qualité de service ........................................................................................................34

Conclusion ..................................................................................................................................36

Introduction : ...............................................................................................................................38

2-1.La planification du réseau radio ...........................................................................................38

2-1-1.Outil de planification radio (logiciel Atoll) ....................................................................40

2-2.L’optimisation du réseau radio: ........................................................................................50

Conclusion ..................................................................................................................................62

3-1.Introduction ...........................................................................................................................64

3-2.Présentation de la zone de l’étude de cas ..................................................................................64

3-3.Optimisation de la couverture (Long Call RSCP).....................................................................65

3-3-1.Analyse des problèmes ....................................................................................................65

a-Zone1................................................................................................................................65

b-Zone 2...............................................................................................................................67

c-Zone 3...............................................................................................................................68

3-3-2.Résultat obtenu................................................................................................................69

3-4.Optimisation de la qualité (Long call : Ec/Io) ...........................................................................69

a-Zone 1...............................................................................................................................70

b-Zone 2...............................................................................................................................70

c-Zone 3...............................................................................................................................71

3-5.Optimisation du débit .............................................................................................................72

3-7.Les KPIs ................................................................................................................................74

Conclusion ..................................................................................................................................76

Conclusion générale .....................................................................................................................77

Annexe .......................................................................................................................................78

Bibliographie………………………………………………………………………………………..…82

5



Dédicaces

A mes parents

Pour leurs sacrifices, leurs dévouements inconditionnels et leur

soutien infaillible. Qu’ils trouvent ici le témoignage de mon amour

profond et de ma gratitude certaine. Que Dieu les préserve de toute peine

et de tout malheur,

A mon frère Amine

Pour ses encouragements et sa confiance en moi. Que Dieu l’aide dans

tout ce qu’il entreprendra dans sa vie,

A ma sœur Chaimaa

Pour son aide, son assistance, son soutien et pour notre complicité à

toutes épreuves. Qu’elle trouve ici l’expression de ma reconnaissance.

Que Dieu lui fournisse les clefs du bonheur,

A tous mes ami(e)s

Pour la merveilleuse ambiance qui caractérise notre amitié. Qu’ils

soient heureux sur les plans personnel, professionnel et social,

A tous ceux qui ont été là pour moi quand j’ai eu besoin de leur soutien mais

surtout à tous ceux qui ont été, qui sont et qui seront inchallah présents pour

moi même quand je n’aurais pas besoin d’eux.

Je dédie ce travail

6



Remerciement

Il m’est agréable de m’acquitter d’une dette de reconnaissance auprès de toutes les

personnes, dont l’intervention au cours de mon projet, a favorisé à son aboutissement. A cette

occasion, je tiens à exprimer mes sincères remerciements et mes profondes gratitudes à

M.Zouhair KASSOU, mon encadrant qui a su par son excellente pédagogie et la pertinence

des séances d’encadrement m’inculquer les principes de base nécessaires à la réalisation de ce

projet, ainsi que pour l’aide qu’il m’a apporté, pour sa chaleureuse façon de me transmettre

son savoir.

J’adresse aussi mes vifs remerciements à M.Mohamed CHAHID et M.Yasser HANANE

pour m’avoir donné l’opportunité d’effectuer mon PFE au sein de Huawei, ainsi que pour leur

accueil et leur confiance en moi dans la réalisation de ce travail. Je remercie aussi toute

l’équipe RNPO pour leur aide et leurs efforts.

Je tiens également à exprimer ma profonde gratitude à mon encadrant interne M.Ahmed

MOUHCEN qui m’a transmis des connaissances et des compétences techniques valeureuses,

pour ses remarques pertinentes et ses encouragements.

Finalement, mes remerciements les plus sincères au corps professoral et administratif de

l’ENSA Khouribga pour la formation prodigieuse, la qualité de l'enseignement durant ces

cinq années. Un grand merci à tous ceux qui, de près ou de loin, ont contribué à la réussite de

ce travail.

7



Résumé

L'optimisation est un concept d'analyse fondamental à laquelle les exploitants des réseaux

de télécommunication accordent un intérêt particulier. Elle assure et garantit, en dépit des

moyens requis à cette cause, la rentabilité des services proposés aux abonnés, qui ne lésinent

sur aucun critère de qualité avéré et satisfaisant.

La détection et l'analyse des incidents sur l'interface radio se font aux moyens de l'étude des

indicateurs, laquelle débouche sur la recherche des alerteurs et la déduction des cellules

impactées. Des outils et algorithmes appropriés, sont développés à cette fin par les

équipementiers et mis à la disposition des ingénieurs Radio afin de guider leurs actions

d'optimisation sur les cellules dont les indicateurs de performance (KPI) seraient dégradés.

Le processus d’optimisation des réseaux radio mobiles (3G) est donc indispensable afin

d’aboutir à une meilleure couverture et une qualité de service satisfaisante. C’est dans ce

cadre que s’inscrit mon stage de fin d’études, dont l’objectif est de planifier et faire des

prédictions du réseau 3G de Méditel de la zone Chaouen et l’optimiser par la suite. Une

procédure de planification et d’optimisation a été appliquée à la région étudiée.

Mots Clés : 3G, Optimisation, Planification, KPI, Couverture, Qualité de service

Abstract

Optimization is a fundamental method of analysis of great interest to telecommunications

network operators. In spite of the means it requires, optimization assures and guarantees the

profitability of services provided to subscribers, who have very strict demands with regards to

the quality and satisfaction of services.

The detection and analysis of incidents on radio interface is done through the study of

indicators, leading to the search of alarm signals and the deduction of impacted cells.

Appropriate tools and algorithms are being developed for this purpose by equipment

manufacturers, who put them at the disposal of radio engineers. This helps them in their

optimization tasks on cells whose performance indicators may be damaged.

The optimization process of mobile radio networks (3G) is essential in order to achieve

better coverage and a satisfactory quality of service. It is in this context that my final project

assignment, whose objective is to plan and make predictions for 3G Méditel’s network of

Chefchaouen area and optimize it later. A process planning and optimization has been applied

to the study area.

Key words: 3G, Optimization, Planning, KPI, Coverage, Quality of service

8



Liste des tableaux

Tableau 1 : Les canaux logiques……………………………………………………………25

Tableau 2 : les canaux de transport…………………………………………………………26

Tableau 3 : Les canaux physiques…………………………………………………………..26

Tableau 4: Caractéristiques des différents états d’un UE…………………………………...28

Tableau 5 : Base de données de la ville Chaouen…………………………………………...42

Tableau 6: Engineering parameters………………………………………………………….49

Tableau 7 : Indicateurs relatifs aux services R99……………………………………………59

Tableau 8 : Indicateurs relatifs aux services HSPA………………………………………….60

Tableau 9 : Liste des sites installés dans la zone Chaouen…………………………………..64

Tableau 10 : Paramètres radio des sites CCH004 et CCH301 ……………………………...66

Tableau 11: Paramètres radio des sites après les changements………………………………66

Tableau12 : Paramètres radio du site TET151……………………………………………….67

Tableau 13 : Paramètres radio du site TET151 après les changements……………………...67

Tableau 14: Paramètres radio du site CCH006………………………………………………68

Tableau 15: Paramètres radio du site CCH006 après les changements ……………………...68

Tableau16: KPIs de drive test après l’optimisation…………………………………………..73

Liste des figures

Figure 1 : Diagramme de GANTT……………………………………………………………….9

Figure 2 : Evolution de systèmes de communication cellulaire………………………………….9

Figure 3 : Evolution des débits des systèmes de troisième génération…………………………..10

Figure 4 : Architecture du réseau WCDMA …………………………………..…………………11

Figure 5 : Architecture du réseau d’accès UTRAN……………………………………………....12

Figure 6 : Structure en couche de l’interface radio du RAN………………………………… …..12

Figure 7 : Modèle de protocole des interfaces RAN………………………………………………13

Figure 8 : Hiérarchie des cellules de l’UMTS………………………………………………….. ...13

Figure 9 : Attribution du spectre fréquentiel pour la 3G…………………………………………..14

Figure 10 : Chaine de transmission du système WCDMA………………………………………...15

Figure 11 : Procédure d'étalement et de désétalement du spectre. ………………………………...17

Figure 12 : Arbre des codes OVSF………………………………………………………… …….. 19

Figure 13 : Mécanisme d’embrouillage et d’étalement…………………………………………….20

Figure 14: Correspondance entre les canaux de la Release 99……………………………………..21

Figure 15 : Relations entre les différents états du UE……………………………………………...22

Figure 16: Contrôle de puissance…………………………………………………………………..23

Figure 17: Exemple de Soft Handover……………………………………………………………..24

Figure 18: Soft Handover Flow (ajouter RL: Radio Link) ………………………………………...24

Figure 19: Soft Handover Flow (supprimer RL: Radio Link) ……………………………………..25

Figure 20: Intra-frequency Hard Handover Flow ………………………………………………….25

Figure 21: Inter-frequency Hard Handover Flow ………………………………………………….26

Figure 22: Inter-system Hard Handover Flow. …………………………………………………….27

Figure 23 : Planification et optimisation……………………………………………………………31

9



Figure 24: Schéma du processus de la planification………………………………………… .33

Figure 25 : Création d’un nouveau projet……………………………………………………..40 Figure 26 : Importation de la carte…………………………………………………………….40 Figure 27 : Choix des coordonnées……………………………………………………………41 Figure 28 : tableau des sites de la ville Chaouen……………………………………………...41 Figure 29 : tableau des secteurs des sites de la ville Chaouen………………………………...42 Figure 30: tableau des cellules de la ville Chaouen…………………………………………...43 Figure 31 : Emplacement des sites sur la carte………………………………………………..44 Figure 32 : Computation Zone………………………………………………………………...45 Figure 33 : les différentes prédictions…………………………………………………………46 Figure 34: Simulation de la couverture (coverage by signal level) …………………………...47 Figure 35: Simulation de la couverture par secteur (coverage by transmitter) ……………….48 Figure 36 : les propriétés d’un secteur………………………………………………………...48 Figure 37: la couverture avant…………………………………………………………………49

Figure 38: La couverture après………………………………………………………………...49

Figure 39 : Légende.…………………………………………………………………………...49 Figure 40 : Simulation de la qualité de signal (Ec/Io) …………………………………… …..50 Figure 41 : Liste de voisinage………………………………………………………………….50 Figure 42 : Liste des Primary Scrambling Code……………………………………………….51

Figure 43 : Histogramme des Scrambling code………………………………………………..52 Figure 44: Schéma du processus de l’optimisation…………………………………………….53 Figure 45 : Les outils du Drive test…………………………………………………………….54

Figure 46 : la zone à optimiser…………………………………………………………………55

Figure 47: Couverture de la ville Chaouen(RSCP) ……………………………………………56

Figure 48: Distribution du RSCP………………………………………………………………57

Figure 49 : Couverture de la zone 1…………………………………………………….……...57

Figure 50: Couverture de la zone 2…………………………………………………………….57

Figure 51: Couverture de la zone 3…………………………………………………………….58

Figure 52: la couverture après l’optimisation…………………………………………………..59

Figure 53: Distribution du RSCP……………………………………………………………….60

Figure 54: La qualité de signal de la zone Chaouen……………………………………………61

Figure 55: Distribution de Ec/Io ……………………………………………………………….62

Figure 56: Ec/Io de la zone 1…………………………………………………………………...63

Figure 57 : Ec/Io de la zone 2…………………………………………………………………..64

Figure 58: Ec/Io de la zone 3…………………………………………………………………...64

Figure 60: La qualité de signal de la zone Chaouen …………………………………………..66

Figure 61: Distribution de Ec/Io ……………………………………………………………….67

Figure 62: le débit de la zone Chaouen avant l’optimisation ………………………………… 68

Figure 63: Distribution du débit………………………………………………………………..69

Figure 64: Le débit de la zone Chaouen après l’optimisation………………………………… 70

Figure 65: KPI de l’accessibilité de CS………………………………………………………...71

Figure 66: KPI de l’accessibilité HS……………………………………………………………71

Figure 67: KPI de HS CDR……………………………………………………………………..71

Figure 68: KPI de Speech CDR…………………………………………………………………72

Figure 67: KPI de Speech trafic…………………………………………………………………72

Figure 68: KPI de Data trafic…………………………………………………………………….73

Figure 69 : Les produits offerts par Huawei……………………………………………………..79

10



Introduction générale

Dans le cadre de ma formation en ingénierie en génie « Réseaux & Télécommunications »

à l’école nationale des sciences appliquées à KHOURIBGA (ENSAK) j’ai effectué un stage

de Fin d’études au sein du département de Radio Network Planning & optimization de

l’organisme HUAWEI Technologies CO LTD Maroc. Pendant ce stage, j’ai eu l'opportunité

de travailler avec un groupe d'ingénieurs qui m’ont permis d'apprendre le métier d'ingénieur

radio et de m’épanouir aussi bien sur le plan professionnel que celui personnel.

Ce présent document établit une synthèse de toutes les tâches effectuées durant la période

de mon projet de fin d’études au sein de département RNP/RNO du HUAWEI Technologies à

Casablanca, il est organisé comme suit :

Dans le premier chapitre nous allons commencer par décrire le contexte général du projet et

rappeler les concepts de base relatifs à la technologie UMTS.

Dans le deuxième chapitre nous allons détailler le processus de la planification et

l’optimisation du réseau 3G.

Le dernier chapitre traite une étude de cas qui consiste à optimiser le réseau de Méditel de

la ville CHAOUEN et enfin ce rapport sera terminé par une conclusion.

11



Cahier des charges

Ce projet de fin d’étude intitulé « Planification et Optimisation du réseau 3G de MEDITEL»

a pour but de mener une étude de cas relative à la ville «CHAOUEN». Il consiste à évaluer et

à améliorer les performances du réseau d’accès UMTS de MEDITEL en matière de qualité de

service, de couverture et de débit.

En effet, un cas réel était traité afin d’appliquer les différentes méthodes et procédures

d’optimisation radio acquises durant le stage.

12



CHAPITRE 1

• Généralités sur la technologie 3G

Au début de ce chapitre,

nous allons présenter le

cahier des charges du

stage et les différentes

taches effectuées, ensuite

nous allons voir les

différentes

caractéristiques de la

3G.

13



Introduction à la 3G

L’UMTS désigne une technologie de télécommunications mobiles universelles; c’est

une dénomination de la norme retenue en Europe pour les systèmes de radiocommunications

mobiles de troisième génération, elle permet d'offrir une large gamme de services, intégrant la

voix, les données et les images. Son but est d’apporter des améliorations substantielles par

rapport au réseau GSM, parmi ses améliorations on peut citer :

• La possibilité d’un accès plus rapide à Internet à partir des téléphones portables et cela se

traduit par un accroissement significatif des débits des réseaux de téléphonie mobile.

• Une amélioration de la qualité des communications en tendant vers une qualité d’audition

proche de celle de la téléphonie fixe.

• Sa capacité de résoudre les problèmes croissants liés à la saturation des réseaux GSM, et

notamment en grandes villes.

• Les technologies développées autour de la norme UMTS conduisent à une amélioration

significative des vitesses de transmission pouvant atteindre 2 Mbit/s. De tels débits sont

significativement supérieurs à ceux permis par les réseaux GSM actuels (9,6 kbit/s) ou par le

GPRS. Cette amélioration des débits est rendue possible par l’évolution des technologies

radio qui autorise une meilleure efficacité spectrale et l’exploitation de bandes de spectre de

fréquence supérieure à celles utilisées par la technologie GSM. Alors que les réseaux GSM

déployés au cours des dernières années reposaient sur l’utilisation de bandes de fréquences

autour de 900 MHz et de 1800 MHz, la norme UMTS exploite de nouvelles zones du spectre

(notamment les bandes 1920-1980 MHz et 2110-2170 MHz).

Ces différences entre les normes GSM et UMTS rendent nécessaires le déploiement de

nouveaux réseaux de stations de base et de toute l’infrastructure qui tourne autour.

1-1 Historique de l’évolution des systèmes WCDMA : L’apparition des communications sans fil date des fins du XIXe siècle avec les expériences

de Marconi. Or, elles ont été limitées, dans la plupart des cas, à des applications militaires. Il a

fallu attendre jusqu’aux années quatre-vingt pour voir la naissance des systèmes de téléphonie

mobile cellulaire, de première génération, tels que le NMT, l’AMPS, ou le TACS. Le plus

marquant dans cette génération était l’apparition du nouveau concept des réseaux cellulaires

proposés par les laboratoires de Bell.

Au début des années 90, La seconde génération des systèmes cellulaires est apparue, incarné

avec le GSM, pour pallier aux limitations de sa antécédente à savoir les ressources spectrales

réduites, la courte durée de vie des batteries et le coût du terminal. Cette génération, conçue

initialement pour acheminer paroles et données à faibles débits (9600 bits/s pour le GSM), a

permis l’essor des communications mobiles en introduisant la sécurité, ainsi qu’une nouvelle

14



méthode d’accès. Malgré son succès une génération intermédiaire nommée 2.5G, symbolisée

par le système GPRS puis les systèmes EDGE, a vu le jour en Europe pour augmenter le débit

du service des données.

La seconde génération a constitué une évolution énorme par les services qu’elle a offerts.

Cependant, elle a montré un ensemble d’inconvénients à savoir l’absence d’un standard

mondial et les limitations de débits face aux demandes exigeantes de nouvelles applications

mobiles. Ainsi, arrive la troisième génération (3G), souvent assimilée en Europe à l’UMTS,

pour satisfaire les exigences du débit en matière d’acheminement de données multimédia et

pour présenter un service de roaming à l’échelle internationale.

Figure 2 : Evolution de systèmes de communication cellulaire

Cette troisième génération, dite IMT 2000, ne correspond pas à un système de communication

unique et mondiale, mais à plusieurs interfaces de communication un comme le montre la

Figure 2. Néanmoins, l’UMTS qui se base sur la technologie WCDMA est celle qui a été

retenue par ITU.

Le système UMTS a été normalisé par la première version de la norme du groupe 3GPP, dite

Release 99, permettant ainsi de fournir aux utilisateurs une meilleure qualité de service de

voix, notamment en ce qui concerne les services offerts et les vitesses de transfert.

L’évolution de l’UMTS a passé par plusieurs versions dites « Releases » de la R99 à la R8 en

passant par R4, R5, R6 et R7. Chaque Release se base sur les spécifications de sa antécédente

pour présenter des améliorations. La figure ci-dessous présente les différents débits offerts

par chaque Release.

15



Figure 3 : Evolution des débits des systèmes de troisième génération

1-2 Architecture du réseau WCDMA : Le réseau WCDMA dont les spécifications techniques sont établies par l’organisme 3GPP, se

divise, principalement, en deux parties ; une partie d’accès UTRAN (UMTS Terrestrial RAN)

et une partie CN (Core Network).

Figure 4 : Architecture du réseau WCDMA

1-2-1 Réseau cœur Le réseau cœur CN est la partie du système WCDMA chargée de la gestion des services

souscrits par l’abonné. Afin de garantir cette mission, le CN fournit essentiellement, les fonctions qui suivent:

La gestion des appels ; L’itinérance (roaming) ; La sécurité ;

16



La communication avec d’autres réseaux externes (internet, RTCP,..) ; Assurer l’interconnexion de l’utilisateur avec différents réseaux ; A partir de la Release 5, l’architecture du réseau cœur comporte quatre parties :

Domaine PS pour le transport de la voix moyennant la commutation paquet. Domaine CS pour le transport de la voix en utilisant la commutation circuit.

Partie commune entre CS et PS pour le transport de signalisation

Domaine IMS garantit une connectivité IP avec le terminal afin de permettre l’intégration

de la VoIP et d’autres services IMS. Aussi ce domaine offre une possibilité importante de

développer de nouveaux services

1-2-2. Domaine PS

Le domaine PS est similaire au domaine Paquet du réseau GPRS, il comprend : Le SGSN qui permet d’enregistrer les usagers dans une zone de routage RA (Routing Area)

Le GGSN qui est une passerelle vers les réseaux extérieurs à commutation de paquets tels

que l’Internet.

1-2-3. Partie commune entre PS et CS: Le groupe des éléments communs est composé de: HLR: représente une base de données des informations de l’usager contenant les

informations suivantes :

- l’identité de l’équipement usager.

- le numéro d’appel de l’usager.

- les informations relatives aux possibilités de l’abonnement souscrit par l’usager. AuC : prend en charge l’authentification de l’abonné, ainsi que du chiffrement de la

communication. L’AuC se base sur le HLR afin de récupérer les informations relatives à l’usager pour créer une clé d’identification.

EIR : s’occupe de la gestion des vols des équipements usagers. Il a en possession d’une

liste des mobiles blacklistés identifiés par un numéro unique propre à chaque équipement

usager, appelé l’IMEI (International Mobile Equipment Identity).

1-2-4. UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Acces Network)

a. Architecture de l’UTRAN :

Le réseau RAN est composé d’un ensemble de RNS (Radio Network Subsystem) reliés au

réseau cœur à travers l’interface Iu. Chaque RNS est constitué d’un contrôleur du réseau radio

(RNC pour Radio Network Controller) relié à un ensemble de NodeBs à travers l’interface

«Iub ».

17



Figure 5 : Architecture du réseau d’accès UTRAN

b. RNC (Radio Network Controler)

Le RNC implémente la plupart des fonctions du UTRAN, tel que :

Gestion et contrôle des ressources radio. Contrôle d’admission pour éviter les situations de congestion.

Etablissement et libération des connexions. Macro-diversité : les temps de transmission sur des chemins différents peuvent sensiblement différer, il faut reconstruire au mieux l’information.

Gestion de mobilité Handover. Mesures de l’environnement radio (puissance du signal reçu, le taux d’erreur, niveau

d’interférences,…). Cryptage et contrôle d’intégrité des données des utilisateurs. Procure les informations d’optimisations de l’UTRAN.

Deux types de RNC se distinguent : - Serving-RNC (S-RNC): C'est le RNC qui maintient la connexion avec le réseau cœur

quand le mobile est en soft Handover. Il assure les fonctions de division/recombinaison pour acheminer un seul flux vers l'interface Iu. - Drift-RNC (D-RNC): Il achemine les flux du S-RNC vers le NodeB qui gère la connexion

avec le terminal mobile et vice-versa. Il assure la fonction de commutation pour garder un

seul point d'interconnexion avec le réseau cœur.

c. NodeB :

Un NodeB est un équipement liant le terminal UE au RNC à travers l’interface Iub. De ce fait le NodeB garantit les fonctions de transmission radio : modulation, démodulation, étalement de spectre…

Il est responsable aussi, de la gestion des fréquences de cellules radio, des codes d’étalement,

de la synchronisation, de la gestion de signalisation de l’interface Iub, ainsi que la gestion des

canaux dédiés et partagés.

18



1-2-5. Les interfaces du RAN: Le réseau d’accès radio de troisième génération prend en charge le contrôle et la gestion des

ressources radio. Ceci permet l’échange d’informations (données et signalisation) entre le terminal mobile et le réseau cœur via deux interfaces: une interface radio dite Uu qui se basant sur la WCDMA pour lier le terminal au RAN, et une autre dite Iu pour transmettre les

données au réseau cœur.

a. Interface radio de du RAN

La Figure présente l’architecture en couches de l’interface radio du RAN. Cette interface dite Uu se confond avec les trois premières couches du modèle OSI.

Figure 6 : Structure en couche de l’interface radio du RAN

La couche physique réalise les fonctions de codage de canal, la détection et correction

d’erreurs, la modulation, le multiplexage des canaux de transport sur des canaux physiques,

étalement et désétalement du spectre des canaux physiques, égalisation de canal radio,

prélèvement des mesures radio pour les envoyer aux couches supérieures, et le contrôle de

puissance en boucle fermée, d'entrelacement et de modulation.

La deuxième couche fournit les fonctions liées au mapping, chiffrement, retransmission et

segmentation. Elle est composée de quatre sous-couches :

MAC remplit la fonction de multiplexage de plusieurs canaux logiques (couches

supérieures) dans des canaux de transport (couche physique) et vice versa.

RLC établit la connexion entre l'équipement de l'utilisateur UE et le RNC pour garantir la

fiabilité des données entre deux équipements du réseau. Elle réalise la fonction de

segmentation des paquets RLC-PDU en des unités de taille prédéfinie par la couche RRC. Et

elle assure aussi le réassemblage des paquets à la réception.

19



BMC assure les fonctions de diffusion des messages sur l’interface radio.

PDCP assure l'indépendance des protocoles radio du RAN (couches MAC et RLC) des

couches de transport réseau, ainsi que la compression de données et d'entête de paquets de

données, permettant, ainsi, un usage plus efficace des ressources radio.

RRC garantit le rôle de la couche réseau, de l'interface Uu. Elle gère principalement la

connexion de signalisation, la sélection initiale et la resélection de cellule, le contrôle des

mesures, la configuration du chiffrement et de l’intégrité, la gestion de la QoS demandée et le

contrôle de puissance en boucle externe, et la gestion de la mobilité (Handover).

b. Les interfaces logiques dans l’UTRAN

La norme UTRAN définit quatre interfaces :

L’interface Uu relie le terminal mobile au NodeB par l’intermédiaire d’une liaison radio. La

couche physique de l’interface Uu est basée sur la technique WCDMA accès multiple à

répartition en codes.

L’interface Iub permet de connecter le NodeB au RNC. Cette interface se charge

principalement de la gestion du transport du trafic utilisateur, la signalisation, la configuration

et l’exploitation & la maintenance.

L’interface Iur liant deux RNC. Cette interface est introduite pour permettre l’établissement

de deux ou plusieurs chemins entre le réseau et le terminal via deux stations de base

potentiellement différentes.

le RAN est connecté au réseau cœur à travers Iu, qui compte en elle deux interfaces : une

interface vers le domaine de commutation circuit du réseau cœur Iu-Cs et une vers le domaine

de commutation paquet Iu-PS.

Les structures des protocoles de ces interfaces ont été définies selon un modèle unique

reposant sur le fait que les couches horizontaux et les plans verticaux sont logiquement

indépendants, garantissant, ainsi, un passage de la transmission avec ATM à la transmission

via IP.

Figure 7 : Modèle de protocole des interfaces RAN

20



Couches horizontales La figure 7 illustre le modèle de protocole des interfaces du RAN. Ce modèle comporte deux couches: une couche radio et une couche transport. La couche transport correspond à la

technologie de transport retenue, qui n’est nullement spécifique à la WCDMA. La couche radio supporte tous les aspects propres à RAN.

Plans verticaux Le modèle comprend trois plans verticaux principaux : le plan de l’usager, le plan de contrôle de l’usager et le plan de contrôle du réseau de transport.

i. Plan de contrôle Utilisé pour la signalisation de contrôle spécifique à la WCDMA, il comprend les protocoles

applicatifs des différentes interfaces, comme RANAP pour l’interface Iu, RNSAP pour Iur, NBAP pour Iub. ii. Plan de contrôle du réseau de transport

Ce plan regroupe toute la signalisation de contrôle au niveau de la couche transport. Il se situe entre le plan de contrôle et le plan utilisateur afin d’assurer l’indépendance du protocole AP

par rapport à la technologie de transport utilisée. iii. Plan utilisateur Le plan utilisateur transporte toutes les données reçues et émises par l’usager du réseau, voix,

images ou données informatiques. Il comprend un sous-ensemble appelé plan utilisateur du réseau de transport.

iv. Plan utilisateur du réseau de transport Le plan utilisateur du réseau de transport supporte les données de l’utilisateur, sous contrôle

du plan de contrôle du réseau de transport.

1-3. La couverture de l’UMTS La taille de la cellule est limitée par les fréquences et la puissance utilisées. En effet, la taille

des cellules de 3G est relativement petite par rapport à celles de 2G, puisque la 3G utilise des

fréquences plus élevées. Alors que la puissance d’émission est limitée en fonction de la

proximité du récepteur par un système de contrôle puissance intégré dans les émetteurs.

Ainsi, plusieurs types de cellules radio existent selon l'environnement :

Une pico-cellule permet des débits de l’ordre de 2 Mbits/s lors d’un déplacement de

l’ordre de 10 km/h (marche à pied, déplacement en intérieur, etc.).

Une micro-cellule permet des débits de l’ordre de 384 kbits/s lors d’un déplacement de

l’ordre de 120 km/h (véhicule, transports en commun, etc.).

Une macro-cellule permet des débits de l’ordre de 144 kbits/s lors d’un déplacement

de l’ordre de 500 km/h (Train à Grande Vitesse, etc.)

Figure 8 : Hiérarchie des cellules de l’UMTS

21



1-4. Duplexage dans UMTS :

UMTS défini deux modes d’exploitation :

Le mode TDD : dans ce mode le transfert de données du terminal vers la station de base

(Uplink) et celui en sens inverse (Downlink) s’effectuent à la même fréquence ayant une

largeur de 5 MHz. Donc les séquences Uplink et Downlink sont séparées dans le temps.

Ce concept utilise une technique d’accès multiple mixte, comprenant une composante d’accès

multiple à répartition dans le temps (TDMA) fondée sur la trame GSM, et une composante

d’étalement de spectre à l’intérieur du time slot avec séparation par code (CDMA). Ainsi un

canal de trafic est défini par une fréquence (porteuse), un intervalle de temps et un code. Ce

concept offre une large gamme de débits de service en allouant plusieurs codes ou plusieurs

intervalles de temps à un même utilisateur.

Le mode FDD : ce mode utilise une bande passante de 5 Mhz pour le débit descendant, et

une bande passante de 5 Mhz pour le débit montant. Le débit maximal supporté par un seul

code est de 384 kbit/s. Afin de pouvoir supporter un débit de 2 Mbit/s, plusieurs codes sont

nécessaires.

Figure 9 : Attribution du spectre fréquentiel pour la 3G

1-5. La chaine de transmission en UMTS : Les données transportés sur l’interface radio du système WCDMA, sont des données

numériques qui doivent être acheminées avec le plus de fiabilité possible. Pour ceci ces

données passent par une chaine de transmission similaire à celle présentée par la Figure ci-

dessous :

22



Figure 10 : Chaine de transmission du système WCDMA

a. Le codage source

Le codage source garantit la compression des données binaires. Pour la voix, l’AMR

(Adaptative multiple rate) est la technique de codage source qui fut adoptée par le 3GPP en

octobre 1999. Cette technique offre la possibilité d’adapter le mode de codage selon la qualité

de transmission du canal radio. Pour adapter le codage durant la communication, le récepteur

mesure la qualité du canal radio et la transmet à l’émetteur pour que ce dernier puisse adapter

son schéma de codage en fonction de la qualité du canal radio. Cet échange doit se faire le

plus rapidement possible afin de mieux suivre l’évolution de la qualité du réseau.

b. Le codage canal et entrelacement :

Lors de la transmission, le signal est exposé aux interférences et aux évanouissements, ce qui

affectera les données transmises. Afin de garantir la fidélité de transmission, le système doit

pouvoir résister aux interférences. Pour ceci, l’encodeur ajoute au bloc des bits redondants qui

vont être utilisées par le récepteur pour détecter les erreurs.

Le codage canal se révèle efficace pour corriger les erreurs. Cependant, il reste vulnérable

contre les bursts d’erreurs qui sont typiques aux systèmes radio mobiles, spécialement lorsque

l’UE se déplace à une grande vitesse dans le réseau. Ceci est corrigé par l’entrelacement qui

permet d’étendre les bits erronés sur une longue période de temps. C'est-à-dire que deux bits

adjacents ne sont pas transmis l’un à côté de l’autre et la probabilité des interférences inter

symbole diminue. Donc, l’entrelacement permet de diminuer la probabilité d’avoir des bits

erronés consécutifs et le codage permet de les détecter.

c. L’étalement du spectre (spreading) :

La WCDMA se base sur une technique d’accès dérivée de CDMA utilisant l'étalement de

spectre par séquence directe. Elle consiste à distinguer les utilisateurs, émettent sur le même

canal radioélectrique large bande, par une séquence d'étalement pseudo-aléatoire, appelée

code. Les codes alloués aux utilisateurs sont choisis de manière à être orthogonaux entre eux.

23



L’intérêt de l’étalement du spectre est de rendre le signal plus robuste face aux interférences à

bande étroite et résistant aux évanouissements sélectifs, et c’en étendant le spectre du signal

sur une bande de 5 MHz comme illustre la Figure

Le principe de l’étalement du spectre repose sur la multiplication des messages binaires de

chaque utilisateur par la séquence qui lui est propre (Figure). La suite résultante est modulée

puis transmise sur le canal physique. A la réception, l’opération inverse est effectuée en

multipliant le signal reçu par la même séquence de code utilisée par le transmetteur (Figure)

Figure 11 : Procédure d'étalement et de désétalement du spectre.

L’orthogonalité des codes empêche les utilisateurs de décoder les signaux qui ne leurs sont

pas destinés. Aussi, ces codes permettent moyennant l’autocorrélation de lutter contre les

imperfections du canal radio notamment les trajets multiples.

d. Les codes

Deux types de codes sont utilisés : les codes de canalisation et les codes d ’embrouillage

(scrambling).

e. Codes de canalisation:

Pour distinguer les utilisateurs et différencier des canaux distincts, on se sert de codes

orthogonaux appelés OVSF. L'utilisation de ces codes permet de modifier le facteur

d'étalement et de maintenir l'orthogonalité des différents codes d'étalement même si ces

derniers sont de longueurs différentes.

Ces codes sont extraits d'une famille de codes orthogonaux dite famille de Wash. Ils se sont

engendrés par l’arbre de la Figure ci-dessous. Les codes portés par ces deux branches sont

issus du code de la racine. Un en utilisant la symétrie, et l’autre par le code de la racine et de

son complémentaire.

24



Figure 12 : Arbre des codes OVSF

Le SF (Spreading Factor), ou encore gain de traitement, est le rapport de la bande après

étalement sur la bande avant étalement, est de la forme 2k et varie d’une façon générale de 4 à

256 pour les canaux montants et de 4 à 512 pour les canaux descendants.

Les codes OVSF présentent certaines limites. En effet, ils ne peuvent pas être tous utilisés

simultanément au sein d’une même cellule puisqu’ils ne sont pas tous orthogonaux entre eux.

Le code d'une branche est fortement lié à celui de sa racine et de ses fils, ce qui empêche de

les utiliser simultanément. Donc lorsqu'un code est alloué, tous les codes issus de ces

branches ne peuvent pas être utilisés.

f. Codes d’embrouillage

L’embrouillage ou scrambling est une opération effectuée par l'émetteur permettant de séparer

les différents signaux d'un même terminal ou d'un même NodeB. Cette opération réalisée juste

après l'étalement, comme montre la Figure, elle ne modifie pas la bande passante ni le débit,

elle se limite à séparer les différents signaux les uns des autres.

Figure 13 : Mécanisme d’embrouillage et d’étalement

25



Bref, l'étalement peut être effectué par plusieurs émetteurs avec le même code de canalisation

sans compromette la détection des signaux par le récepteur, alors que le scrambling fait appel

aux codes de Gold qui sont une combinaison linéaire de plusieurs séquences pour diférencier

les récepteurs.

g. La modulation

La modulation QPSK est la modulation numérique adoptée par la 3GPP dans la Release 99.

Comme son nom le sous-entend, QPSK défini quatre phases, permettant ainsi de transmettre

deux bits par un symbole.

D’autres techniques de modulation ont été intégrées par d’autre Release, telles que 16 QAM

par la Release 5, et la 64 QAM par la Release7, ce qui permet d’atteindre des débits beaucoup

plus élevés que celui présenté par la Release 99.

1-6. Les canaux de la Release99 La structure de trame WCDMA consiste en des supertrames de 72 trames dont la durée est 10

ms. Chaque trame contient à son tour 15 Time slots qui correspondent à une période de

contrôle de puissance. La découpe en trame ne correspond pas à une répartition des ressources

entre utilisateurs (différents TDMA), mais plutôt à une structuration des données émises par

un même usager ce qui permet notamment l’ajout de bits de contrôle.

L’interface radio de l’UMTS a des canaux logiques qui font référence aux canaux de

transport. Ces derniers sont aussi portés par des canaux physiques.

a. Les canaux logiques :

Les canaux logiques définissent le type de donnée à transférer. Il y a deux types de canaux

logiques, ceux transportant le trafic et ceux de contrôle. On distingue les canaux suivants :

Canal Lien Fonction

BCCH: Broadcast

Control Channel

DL permet au mobile de lire les informations

systèmes pour accéder la première fois au réseau ou sortir du mode veille.

PCCH : Paging

Control Channel

DL canal transportant les informations de paging

permettant la recherche des mobiles.

DCCH : Dedicated Control Channel

UL/DL Utilisé pour transporter les informations de contrôle dédiées

CCCH : Common

Control Channel

UL/DL Utilisé pour transférer les informations de

contrôle

DTCH : Dedicated Traffic Channel

UL/DL Canal transportant les données utilisateur

CTCH : Common

Traffic Channel

Unidirectionnel Transférer les informations dédiées de

l’utilisateur à un groupe des UEs

Tableau 1 : Les canaux logiques

26



b. Canaux de transport :

Ces canaux décrivent la façon et les caractéristiques avec lesquelles les données seront

transférées sur l’interface radio. La release 99 définit les canaux de transport suivant :

Canal Lien Fonction

DCH : Dedicated Transport Channel

UL/DL Utilisé pour le transfert des données à un UE particulier. Chaque UE possède son propre

DCH dans chaque direction.

BCH : Broadcast Channel DL Diffuse l’information aux UEs afin d’identifier le réseau et la cellule.

FACH : Forward Access

Channel

DL Transporte les données ou les informations au

UEs qui sont enregistrés dans le système

PCH : Paging Channel DL Alerte les UEs des appels entrants

RACH : Random Access Channel

UL Transporte les demandes de services des UEs voulant accéder au système

CPCH : Common Packet

Channel

Unidirectionnel Utilisé pour le contrôle de puissance

DSCH : Downlink Shared Channel

DL Partagé par les utilisateurs

Tableau 2 : les canaux de transport

c. Les canaux physiques :

Un canal physique est défini par une fréquence porteuse particulière, un code et une phase

relative. Ces canaux comprennent des trames radio qui comprennent, elles-mêmes, 15

intervalles de temps. La release 99 définit les canaux suivant:

Canal Lien Fonction PCCPCH : Primary

Common Control Physical Channel

DL Diffuse d’une façon continue les identifications des systèmes et les informations de contrôle d’accès

SCCPCH : Secondary Common Control Physical

Channel

DL Transporte le FACH et PACH.

PRACH : Physical Random Access Channel

UL Permet au UE de transmettre les bursts d’accès aléatoire pour l’accès au réseau

DPDCH : Dedicated Physical Data Channel

UL/DL Utilisé pour le transfert des données utilisateur

DPCCH : Dedicated Physical Control Channel

UL/DL Transporte les informations de contrôle d’information pour les UE

PDSCH : Physical Downlink Shared Channel

UL/DL Partage le contrôle d’information pour les UE

PCPCH : Physical Common Packet Channel

DL Canal spécifique pour le transport des paquets de données

SCH : Synchronisation Channel

- Utilisé pour permettre la synchronisation des UEs avec le réseau

CPICH : Common Pilot Channel

- Transmis par chaque NodeB et par la suite le UE pourra estimer le temps de la démodulation du signal

AICH : Acquisition Indicator Channel

- Utilisé pour informer le UE sur le DCH

PICH : Paging Indication Channel

- Fournit les informations au UE pour opérer son mode veille afin de conserver la batterie pendant l’écoute du canal PCH

27



Tableau 3 : Les canaux physiques

La conversion des canaux logiques aux canaux de transport est faite au niveau de la sous-

couche MAC alors que l’association des canaux de transport au physique est garantie par la

couche physique. La Figure illustre la correspondance entre les canaux de la Release 99.

Figure 14: Correspondance entre les canaux de la Release 99

1-7. Etat du UE (User Equipement) : Un UE opère dans deux modes : Idle mode (mode en veille) et connected mode (mode

connecté).

a. Idle Mode :

Dans le mode Idle, le UE a relation seulement avec le CN. Cependant, l’UE reste sur une

cellule. Chose qui lui permet de recevoir les informations du système et les paging-messages à

partir des canaux de contrôle de cette cellule. S’il le souhaite, le UE peut accéder au système à

partir de l’un des canaux de contrôle de cette cellule.

Trois procédures sont réalisées lors de ce mode :

- Sélection et la resélection du réseau.

- Sélection et resélection de la cellule.

- Location registration.

b. Connected mode :

En mode connecté, l’UE peut se retrouver dans l’un des états suivants présenté dans le

tableau:

28



Etat du UE

Caractéristiques

CELL-DCH

- UE communique via son DCH

- le RAN sait la cellule où réside l’UE.

CELL-FACH

- Peu de données à transmettre qui ne

nécessite pas l’allocation d’un canal dédié au

UE. - En DL le FACH est utilisé, en UL le

RACH est utilisé.

- le RAN sait la cellule où réside l’UE.

CELL-PCH

-Pas de données à transmettre ou à recevoir

-UE est en écoute permanente du PICH. -Ce mode réduit la consommation d’énergie

du UE.

- Le RAN sait la cellule où réside l’UE.

URA-PCH

- Pas de données à transmettre ou à recevoir -Le RAN sait uniquement l’URA ou réside

l’UE.

Tableau 4: Caractéristiques des différents états d’un UE

Le terminal peut passer du mode Idle au mode connecté en utilisant l’un des canaux de

contrôle de la cellule sur laquelle il est en écoute. Une fois connecté, l’UE peut passer d’un

état à un autre selon la taille des données à transmettre. La Figure résume les transitions

possibles entre les différents états :

Figure 15 : Relations entre les différents états du UE

29



1-8. Le Contrôle de puissance Dans le système UMTS, tous les utilisateurs transmettent leurs informations en utilisant la

même bande de fréquence. Les phénomènes de propagation peuvent dans ce cas favoriser les

utilisateurs proches du NodeB ou dépend de ceux qui sont loin. Pour pallier à ce problème,

dite problème proche/loin (near-far), un contrôle de puissance judicieux est effectué.

Le contrôle de puissance se base sur le niveau de qualité, c'est-à-dire le rapport signal sur

bruit, ce rapport doit être assuré avec un niveau de puissance approprié. Ainsi, L’UMTS fait

appel à un ensemble de mécanismes de contrôle de puissance dans le but d’optimiser

l’utilisation des ressources radio et de maintenir la qualité du signal sur le lien radio.

Trois types de contrôle de puissance se distinguent:

a. Contrôle de puissance Open-Loop :

Défini seulement pour les liens montants, le contrôle de puissance Open-Loop est utilisé pour

initialiser le niveau de puissance au début de la communication. Le UE estime la puissance

minimale nécessaire pour la transmission en calculant l’affaiblissement de parcours en se

référant à la puissance du signal reçu et l’utilise pour envoyer une demande d’accès au

NodeB. S’il ne reçoit pas de réponse de la part du NodeB il fait une autre demande d’accès en

utilisant une puissance un peu plus élevée.

b. Contrôle de puissance Inner-Loop :

Il est appliqué seulement pour les connexions des canaux dédiés. Le NodeB mesure le Eb/No

reçu sur le lien montant et le compare par rapport au Eb/No cible qui dépend de la nature de la

communication en cours. S’il est supérieur à ce dernier il demande au UE de baisser sa

puissance d’émission et vice versa.

Ce principe est aussi utilisé dans le sens descendant, bien que dans ce cas les signaux

proviennent du NodeB. Il est souhaitable que la puissance destinée aux terminaux mobiles qui

se trouvent en bordure de cellule soit la plus faible possible afin de minimiser les interférences

intercellulaires.

c. Contrôle de puissance Outer-loop:

Il est utilisé pour ajuster le seuil Eb/No suite au changement du BLER (Block Error Rate) après

codage. Si le BLER augmente, alors nous augmentons le seuil Eb/No pour pouvoir le

diminuer. Il est appliqué seulement sur les canaux dédiés pour le lien montant seulement.

30



Figure 16: Contrôle de puissance

1-9. Le Handover Le Handover est par définition un Mécanisme permettant à un téléphone de changer

automatiquement de cellule sans coupures de communication. Différents types de Handover

ont été introduits par les systèmes WCDMA pour contrôler la charge du système, pour

remédier aux problèmes de la couverture et pour offrir une qualité de service satisfaisante. Les

Handovers peuvent être classés suivant plusieurs modes. Nous distinguons le Soft et Softer

Handover, et le Hard Handover.

a. Le Soft/Softer Handover:

Le Soft Handover se produit lorsque le mobile est dans la zone de chevauchement de deux

cellules. Il permet à un mobile d'utiliser plus qu'un lien radio pour communiquer avec le

réseau fixe. Cette procédure permet de diminuer le taux d'échec de Handover aux bords des

cellules et améliore significativement la qualité de signal. Le déclenchement de ce type de

Handover se fait en se basant sur les mesures effectuées par le mobile sur les canaux pilotes

des différentes stations de base.

Figure 17: Exemple de Soft Handover

31



Le Soft Handover correspond au cas où les deux liens radio sont contrôlés par des stations de

base différentes, comme illustre la Figure, alors que le Softer Handover est la situation dans

laquelle une seule station de base reçoit les signaux d'un seul utilisateur à partir de deux

secteurs qu'ils desservent.

Figure 18: Soft Handover Flow (ajouter RL: Radio Link)

Figure 19: Soft Handover Flow (supprimer RL: Radio Link)

b. Le Hard Handover :

Le Hard Handover consiste à libérer l'ancienne connexion avant qu'une nouvelle connexion

radio entre le mobile et le réseau soit établie. Ce type de Handover est utilisé dans le cas où

les cellules ont des fréquences différentes. Ainsi, il provoque la rupture de l'ancienne

32



connexion avant l’établissement d’une nouvelle connexion avec une nouvelle cellule ayant

une fréquence différente. Il existe trois types de Hard Handover:

Intra-fréquence Hard Handover :

Il permet à un mobile de passer d’une cellule à une autre au sein de la même fréquence UMTS

Figure 20: Intra-frequency Hard Handover Flow

Inter-fréquence Hard Handover:

Il permet à un mobile de passer d'une fréquence WCDMA à une autre

Figure 21: Inter-frequency Hard Handover Flow

Inter-systèmes Hard Handover:

Il permet à un mobile de passer d'un système à un autre (d’une technologie à une autre),

comme du WCDMA au GSM.

33



Figure 22: Inter-system Hard Handover Flow.

Le Handover passe par trois phases :

Prise de mesures et supervision du lien.

Choix de la cellule cible et déclenchement du Handover.

Exécution du Handover (transfert effectif des liens).

1-10.Compressed mode : Lorsqu’un usager se déplace et qu’un Hard Handover est exécuté, cela se traduit par un

passage en Compressed Mode et donc une interruption du trafic durant quelques secondes.

Le Compressed Mode permet de réserver des ressources pour permettre au mobile de réaliser

des mesures sur les cellules voisines avant de sélectionner celle ayant le meilleur champ.

Puisque dans les systèmes WCDMA l'UE émet en continu, il n'a pas la possibilité d’effectuer

des mesures sur d’autres fréquences. Ainsi, il est nécessaire d’attribuer au UE un intervalle de

temps afin de procéder à ces mesures.

Le RNC réserve 7 slots de chaque trame au cours d'une période appelée période de mode

compressé. Cette période de temps dépend du nombre de fréquences à mesurer.

Decision

Execute

Measurement

34



L'UE réalise des mesures sur une seule fréquence dans les 3 slots, ce qui lui permet de

mesurer deux fréquences au cours d'une trame compressée.

2-11. La qualité de service :

L’UMTS propose 4 classes de qualité de services selon les applications :

La classe Conversational qui permet aux conversations vocales de proposer une bande

passante contrôlée avec échange interactif en temps réel avec un minimum de délai entre les paquets.

La classe Streaming qui permet aux services de streaming de fournir une bande passante continue et contrôlée afin de pouvoir transférer la vidéo et l’audio dans les meilleures conditions.

La classe Interactive destinée à des échanges entre l’équipement usager et le réseau

comme la navigation Internet qui engendre une requête et une réponse par le serveur distant.

La classe Background, qui affiche la plus faible priorité, permet des transferts de type traitements par lots qui ne demandent pas de temps réel et un minimum d’interactivité (envoi et réception de messages électroniques).

35



Notions élémentaires :

Active Set est défini comme étant l'ensemble de NodeBs avec lesquelles l'UE est

simultanément relié (c.-à-d., les cellules assignant actuellement un downlink DPCH à

l'UE constituent l'ensemble actif).

Les cellules, qui ne sont pas incluses dans l'ensemble actif, mais sont incluses dans le

CELL_INFO_LIST appartiennent au Monitored Set.

Les cellules détectées par les UEs, qui ne sont ni dans le CELL_INFO_LIST ni dans

l'Active Set appartiennent au Detected Set.

Event de Handover :

Les événements en fonction des types de mesure :

Intra-fréquence: Événements 1A à 1E

- 1A : Utilisé pour indiquer à l’UTRAN lorsqu'une nouvelle cellule doit être

ajoutée à l'Active set.

- 1B : Servant à indiquer à l’UTRAN quand une nouvelle cellule devrait être

retirée de l'Active set

- 1C : Utilisé pour indiquer à l'UTRAN pour remplacer une cellule dans l'Active

set avec une cellule différente (l’Active est plein)

- 1D : Changement de la meilleure cellule.

- 1E : La valeur de mesure de Primary Pilot Channel dépasse le seuil absolu.

Inter-fréquence: Événements 2B à 2F

- 2B : La valeur estimée de la qualité de la fréquence utilisée est inférieure à un

certain seuil, et celle de la fréquence non utilisée est supérieure à un certain

seuil.

- 2C : La valeur estimée de la qualité de la fréquence non utilisée est supérieure

à un certain seuil.

- 2D : La valeur estimée de la qualité de la fréquence utilisée est inférieure à un

certain seuil.

- 2F : La valeur estimée de la qualité de la fréquence utilisée est supérieure à un

certain seuil.

Inter-RAT: Événements 3A et 3C :

- 3A : La valeur estimée de la qualité de la fréquence de l’UTRAN utilisée est

inférieure à un certain seuil, et que de l'autre système est supérieure à un

certain seuil.

- 3C : La valeur estimée de la qualité de l'autre système est supérieure à un

certain seuil.

36



Conclusion :

Le réseau UMTS se distingue par ses caractéristiques très améliorées par rapport aux

générations précédentes dont témoignent les fonctionnalités multiples utilisées de plus en plus

durant ces dernières années. Néanmoins, pour bien profiter de tous ces avantages, il est

nécessaire de procéder à l’optimisation du réseau afin qu’il soit pleinement exploité et utilisé

à bon escient garantissant ainsi la satisfaction de tous les abonnées. C’est ce qui a fait l’objet

du cahier des charges et qui fera l’objet de notre prochain chapitre.

37



CHAPITRE 2

• Planification et Optimisation d’un réseau 3G

Dans ce chapitre,

nous allons

détailler le

processus de la

planification ainsi

que celui de

l’optimisation

appliqués sur le

réseau 3G

38



Introduction :

RNP / O fournit des services d'ingénierie de réseau dans les domaines de la planification de la

radio, les « drive test » et l'optimisation du réseau radio. Ces services peuvent être utilisés

pour fournir « radio site » et de la vérification des clusters, l’évaluation de la couverture

indoor et outdoor, l’analyse comparative de l'opérateur et d'autres services d'évaluation au

besoin. En outre, il effectue une analyse de réseau pour évaluer l'équilibrage du trafic, des

mesures et réduit les interférences, optimise les paramètres de réseau et gère la capacité .

Figure 23 : Planification et optimisation

2-1.La planification du réseau radio :

L'objectif de la planification est de déterminer le nombre minimal de sites requis pour assurer

la couverture d'une zone bien déterminée en fonction des services offerts et du nombre

d'abonnés en tenant compte des contraintes de qualité de service. Donc il faudrait atteindre le

maximum de couverture avec une capacité optimale tout en maintenant le coût de

déploiement le plus faible possible.

Dans ce contexte, il y a quelques opérateurs qui préférèrent réduire le nombre de stations de

base et ceci pour des raisons de budget ; par contre, d'autres opérateurs préfèrent couvrir la

zone d'une manière à réduire la puissance nécessaire dans le sens montant et offrir aux

utilisateurs ainsi des services plus consommateurs d'énergie avec une meilleure QoS, et ceci

39



au détriment de l'implantation d'un réseau plus cher avec plus de stations de bases et par suite

des frais de communication plus élevées.

Les nouveaux défis dans la planification radio introduits avec la troisième génération des

réseaux cellulaires proviennent du fait de la demande de services à différents débits ainsi que

des caractéristiques des techniques WCDMA dont l'une des principales est l'interdépendance

entre la qualité de service, l'interférence, la taille de la cellule et la charge supporté. La liaison

étroite entre couverture et capacité dans les systèmes WCDMA devrait être prise en compte

dans le processus de planification du système UMTS. En effet, la couverture est limitée par le

lien montant et ceci à cause de la limitation en puissance d'émission des mobiles. Par contre,

le sens descendant cause des limitations sur la capacité et ceci est dû au fait que la station de

base a une puissance limitée et qu'elle doit réserver son budget de puissance (en DL) à

plusieurs mobiles à la fois, donc quand le nombre d'utilisateur augmente l'interférence va

directement augmenter, alors que dans le sens montant, chaque nouveau utilisateur va voir sa

propre puissance d'amplification.

Figure 24: Schéma du processus de la planification

40



La planification d'un réseau mobile consiste à déterminer l'ensemble des composantes

matérielles et logicielles de ces systèmes, les positionner, les interconnecter et les utiliser de

façon optimale, en respectant, entre autres, une série de contraintes de qualité de service

Ce chapitre illustre les étapes des simulations faites du réseau UMTS dans la zone de

Chaouen sous le logiciel Atoll

2-1-1.Outil de planification radio (logiciel Atoll)

Atoll est un logiciel de dimensionnement et de planification de réseaux cellulaires qui peut

être utilisé sur tout le cycle de vie des réseaux (du design à l'expansion et l'optimisation). Le

logiciel exploite différentes données en entrée car il permet de choisir le type de projet à

réaliser GSM 900, DCS 1800, ou alors UMTS qui paramètre différemment le logiciel en

fonction de la technologie. On peut définir le model de propagation, le type d'antenne, les

caractéristiques du site. Atoll, utilise chez plusieurs operateurs et sociétés de services, est un

outil très complet et indispensable pour la planification radio, et l’étude d’un réseau de

desserte et de collecte.

a-Création d’un projet : Pour commencer la planification sous Atoll, il faut tout d’abord créer un projet, le logiciel

permet de choisir le type de projet à réaliser, dans notre cas : UMTS

Figure 25 : Création d’un nouveau projet

Plusieurs paramètres vont être introduits à l’outil tel que la zone géographique à planifier, les cartes topographiques, les différents paramètres des services, des utilisateurs, des sites, des

secteurs, des cellules. Ces paramètres ont été fournit par Huawei. Dans cette partie nous allons présenter les différentes valeurs de ces paramètres.

b-Importation de la carte :

Avant de débuter un projet sous Atoll il est nécessaire de passer par certaines étapes d’importation de cartes afin de simuler sur la zone exacte voulue.

41



Figure 26 : Importation de la carte

Avant de débuter le projet, nous passons d’un système de coordonnées spécifiques Atoll a un

système de coordonnées GPS. Cela nous facilitera par la suite le placement et la localisation des diverses stations de base. Le système choisi est UTM zone 29N.

Figure 27 : Choix des coordonnées

42



c-Sélection des sites candidats : La recherche de sites constitue la première phase du design. Elle précède les phases de

positionnement des antennes. Ces sites correspondent aux emplacements idéaux issus du dimensionnement pour la construction du réseau. Dans notre cas les sites sont déjà déployés, on va se contenter que de l’étude des prédictions

de ces sites Un site candidat représente un Node B. Chaque Node B est associé à trois antennes

sectorielles.

Tableau 5 : Base de données de la ville Chaouen

On importe la liste des sites avec les secteurs afin de les positionner sur la map

Figure 28 : tableau des sites de la ville Chaouen

43



Figure 29 : tableau des secteurs des sites de la ville Chaouen

Après l’ajout des secteurs il faut activer les cellules de chaque secteur

Figure 30: tableau des cellules de la ville Chaouen

44



Figure 31 : Emplacement des sites sur la carte

On dessine une « computation zone » afin de délimiter la zone qu’on veut étudier ses prédictions

Figure 32 : Computation Zone

45



d-Les différentes prédictions

Enfin après avoir déployé un réseau, ATOLL permet de réaliser de multiples prédictions :

Couverture par niveau de champ.

Couverture par émetteur et étude du trafic.

Zone de recouvrement et couverture par niveau de C/I.

:

Figure 33 : les différentes prédictions

Prédiction de la couverture : Après avoir choisi l’étude on calcule (dans notre cas on a choisi coverage by signal level et Pilot Reception Analysis Ec/Io)

Figure 34: Simulation de la couverture (coverage by signal level)

46



Figure 35: Simulation de la couverture par secteur (coverage by transmitter)

Après avoir calculé les prédictions, il faut les analyser de façon à optimiser la couverture en

prenant compte de la capacité en changeant quelques paramètres comme les tilts mécaniques

et électriques, les azimuts des secteurs, s’il le faut.

Figure 36 : les propriétés d’un secteur

47



Les figures ci-dessous présentent la couverture de la ville Chaouen avant et après les

modifications d’optimisation :

Figure37: la couverture avant Figure38: La couverture après Figure39 : Légende.

On remarque qu’après les modifications, des zones qui étaient dans la zone jaune sont

devenues couvertes par la zone verte.

Prédiction de la qualité de signal :

Figure 40 : Simulation de la qualité de signal (Ec/Io)

48



e-Liste de voisinage (Neighbours List) :

Il faut définir une liste de voisinage afin de permettre aux secteurs de connaitre les cellules

des autres secteurs, le nombre maximal de Neighbours qu’une cellule peut avoir est 32.Pour la

liste de voisinage, on trouve deux types : Intra-technology neighbours (définir une liste des

cellules voisines de la même technologie utilisée, ex : 3G-3G) et Inter-technology neighbours

(des listes de voisinage de différentes technologies ex : 2G-3G ou 3G-2G).

La figure ci-dessous illustre comment on peut définir cette liste :

Figure 41 : Liste de voisinage

Primary Scrambling code :

Figure 42 : Liste des Primary Scrambling Code

49



Figure 43 : Histogramme des Scrambling code Après avoir terminé la planification, on obtient un output qui servira par la suite dans la prochaine étape : l’optimisation et qui est « engineering parameters » qui sert à donner des

informations de l’état final des sites planifiés tel que CellId, PSC, longitude, latitude, etc.

RNCID CellID NodeBName CellName UARFCN PSC Latitude Longitude RAC LAC AntHeight

810 30010 CCH301 CCH301U 10762 88 35.17605555 -5.27333333 51 50100 17.5

810 30011 CCH301 CCH301V 10762 96 35.17605555 -5.27333333 51 50100 17.5

810 30012 CCH301 CCH301W 10762 104 35.17605555 -5.27333333 51 50100 17.5

810 30020 CCH002 CCH002U 10762 320 35.1626 -5.25994 51 50100 39

810 30021 CCH002 CCH002V 10762 328 35.1626 -5.25994 51 50100 32.5

810 30060 CCH006 CCH006U 10762 473 35.178 -5.27761 51 50100 26

810 30061 CCH006 CCH006V 10762 481 35.178 -5.27761 51 50100 22.5

810 30062 CCH006 CCH006W 10762 489 35.178 -5.27761 51 50100 22.5

810 11510 TET151 TET151U 10762 281 35.1544 -5.27636 51 50100 37

810 11511 TET151 TET151V 10762 289 35.1544 -5.27636 51 50100 37

810 11512 TET151 TET151W 10762 297 35.1544 -5.27636 51 50100 37

Tableau 6: Engineering parameters

50



2-2.L’optimisation du réseau radio:

2-2-1. Introduction :

Afin d’atteindre l’objectif de ce travail qui consiste à optimiser le réseau 3G dans le but

d’assurer une couverture radio globale, on définit dans cette partie le concept de

l’optimisation.

L’optimisation est l’une des principales étapes d’amélioration des performances des réseaux

de télécommunications, elle consiste en plusieurs types d’analyse et d’action à entreprendre

afin de maintenir et améliorer la qualité et la capacité du réseau, que ce soit au niveau de la

couverture, de la qualité du lien radio ou au niveau d’autres paramètres.

Dans ce chapitre nous allons voir les objectifs de l’optimisation radio ainsi que les processus

d’optimisation qui permettent grâce à leur cycle périodique d’automatiser les actions à

entreprendre suite aux différentes analyses effectuées. Nous allons voir aussi toutes les parties

prenantes de ces processus d’optimisation, que ce soit les statistiques (KPIs) ou les données

des Drive Tests.

2-2-2.Objectif de l’optimisation radio :

Afin de gagner la satisfaction de ses clients, les ingénieurs RNO essaient d’assurer la

continuité de la délivrance des services avec une qualité optimale. L’optimisation qui a cet

objectif est donc un élément de service requis et important pour maintenir et améliorer la

qualité et la capacité d’un réseau.

Il est aussi essentiel de maintenir une bonne qualité de service attendu par les clients, quand

l’opérateur envisage une implémentation d’une nouvelle fonctionnalité au niveau du réseau.

La phase d’optimisation permet aussi de minimiser ses coûts et d’optimiser les ressources

rares, c’est une étape des plus cruciales du cycle de vie d’un réseau cellulaire.

Une fois le réseau est opérationnel, il devient nécessaire de veiller sur son bon

fonctionnement. Pour cela il faut de réaliser un suivi de la qualité de service et d’adapter le

réseau aux différentes fluctuations en vue de son amélioration et de son expansion.

Ainsi l’optimisation d’un réseau cellulaire est motivée par deux objectifs principaux :

améliorer la qualité de service offerte aux utilisateurs et assurer l’écoulement du trafic via les

mêmes équipements existants.

2-2-3.Schéma général du processus de l’optimisation :

Le processus d’optimisation est un cycle périodique à qui on peut faire appel plusieurs fois

dans un même réseau de communication mobile.

51



Ce cycle comme le montre le schéma ci-dessous, commence par la supervision des

performances à travers les statistiques (KPI), puis l’analyse de ces statistiques afin de

sélectionner les zones où il y a des problèmes. Des parcours de tests (Drive Tests) seront

ensuite effectués afin de mieux connaitre la cause de ces problèmes. L’analyse globale des

KPIs et des résultats des parcours de tests permettront d’énumérer un nombre d’actions à

entreprendre. Après validation et implémentation de ces actions on reprend le cycle dès le

début pour voir les résultats et ainsi de suite.

Figure 44: Schéma du processus de l’optimisation

2-2-4. Statistiques et indicateurs clés de performance : 2-2-4-1. Statistiques :

La qualité de service dans les réseaux des télécommunications reflète le niveau de la

rentabilité et la fiabilité d'un réseau et de ses services. Ainsi les statistiques sont la manière la

plus efficace pour surveiller les performances du réseau. La surveillance du réseau est un

élément principal pour atteindre la meilleure qualité du service. La surveillance de QoS

comporte l'observation, la qualification et l'ajustement permanent de divers paramètres du

réseau. L'objectif de cette partie est de présenter et détailler tous les aspects liés à l'extraction,

à la manipulation et à l'exploitation des statistiques.

RF Optimization

52



2-2-4-2. Utilisation des statistiques :

La notion des statistiques dans les réseaux mobiles se rapporte à un ensemble général de

métrique qui aide l'opérateur dans trois directions principales :

- D'abord, évaluer les performances du réseau.

- Ensuite, analyser les défauts et vérifier les améliorations.

- Enfin, dimensionner l’extension du réseau

La métrique est directement produite par le trafic réel des abonnés. Chaque événement qui se

produit dans le réseau (initiation/terminaison d'appel, l'échec de Handover, etc.) est rapporté à

l’ingénieur radio.

En utilisant les statistiques, deux éléments devraient être distingués :

- Des compteurs purs (indicateurs élémentaires de performance, ou PIs), qui sont des valeurs

incrémentales des événements, généralement sans pertinence significative si elles sont

manipulées individuellement. Ils fournissent des données sur un aspect spécifique (nombre

d'appels, par exemple) mais, pratiquement, il est difficile d'interpréter leurs valeurs.

- Les indicateurs de performance (KPI’s), qui sont des formules calculées en se basant sur les

PI’s, traduisent mieux l'expérience de l'abonné.

Évaluation du réseau

La plupart des opérateurs choisissent les KPIs pertinents pour visualiser leur réseau. Ils

établissent également les objectifs à réunir afin de réaliser le niveau voulu de la qualité du

service de l'utilisateur. L'idée est de vérifier si les KPIs pertinents dépassent les limites seuil.

Sinon, le diagnostique commence à identifier l'élément défectueux du réseau. Les opérateurs

donc utilisent les KPIs afin de garder leur réseau performant ainsi que de se situer par rapport

aux autres concurrents.

Analyse des pannes et le contrôle des améliorations

Le dépannage vise à identifier et à corriger la cellule défectueuse, qui dégrade les

performances globales d’une zone. Ici, deux approches sont nécessaires: la première est de

fixer les seuils afin de visualiser si les performances du réseau ont atteint les objectifs

prescrits. La deuxième est de surveiller la variation des performances (pourcentage

d'augmentation ou de diminution de certain indicateur). Par exemple, une cellule qui a

nettement perdu le trafic d'un jour à l'autre devrait alarmer l'opérateur.

2-2-4-3. Principe d'extraction des statistiques : Le mécanisme de collection des statistiques, commence d’abord par le recueil des statistiques,

et ensuite les tables des mesures des RNC devraient être configurées et activées. Les tableaux

sont organisés par des catégories pour permettre à l'opérateur de réduire la charge et de

télécharger seulement les mesures voulues (le trafic, disponibilité de ressource, Handover,

contrôle de puissance, etc.). Les abonnés mobiles envoient les mesures au NodeB lors des

deux modes: communication et veille. Le NodeB envoie ces mesures à la base de données

interne du RNC, les compteurs purs sont calculés dans des formules prédéfinies. Les KPIs

calculés sont alors groupés dans des rapports génériques et envoyés au bureau. Autres outils

sont généralement développés pour l’usage interne à savoir archiver et visualiser les

53



statistiques. Les statistiques sont quotidiennement rapportées afin de permettre à l’opérateur

de surveiller le réseau d'une manière très réactive.

2-2-5. Compteurs et indicateurs clés de performance :

2-2-5-1. Compteurs et KPIs

Un compteur peut être défini comme une valeur incrémental d'un événement spécifique

répétitif. Dans la norme UMTS, un événement peut correspondre à un message de

signalisation. Par exemple lors d’un appel téléphonique des milliers de messages de

signalisations sont échangés entre le UE et le MSC.

La mise à jour des compteurs à un certain point se fait via les messages échangés. Ce point est

appelé le « point de déclenchement ».Et comme des milliers de messages de signalisation

existent, de nombreux compteurs peuvent également exister. Cependant, le nombre de

compteurs utilisables dépend de la stratégie des fournisseurs des équipements.

Les KPIs évaluent fondamentalement la performance d’un service, suivant le volume du trafic

dans le réseau, l'accessibilité au réseau, le maintien de l'appel, la qualité du service, le trafic

réseau, le comportement du Soft et Hard Handover.

Les KPI sont extraits pour le réseau entier comme un tableau en premier lieu. Puis, le

Processus d’optimisation consiste à mieux détailler les KPI, détecter la mauvaise cellule, et

l’heure de pointe.

Ce processus consiste donc à détecter un comportement erratique au niveau du réseau en

premier lieu, puis s'approfondir dans une analyse plus détaillée en :

- Déterminant les cellules avec le comportement le plus mauvais

- Traquant l'évolution de toutes les heures des cellules les plus mauvaises

Donc on peut déterminer, si le mauvais comportement du réseau résulte de quelques

mauvaises cellules ou s'il s'est étendu plus uniformément sur les cellules du réseau.

De la même façon nous pouvons donc déterminer l'heure la plus mauvaise, c’est à dire l'heure

où la cellule se comporte le plus mauvais.

D’autre part, le KPI est le résultat d'une formule qui est appliquée aux indicateurs de

performance (Performance Indicators, PIs). Le PI peut être extrait d’un secteur, une cellule,

un TRX ou à un niveau d’une cellule adjacente. Des centaines de KPIs existent. Ils emploient

des compteurs d'une ou plusieurs mesures et peuvent être calculés à partir d’un compteur ou

d’une formule de plusieurs compteurs.

2-2-5-2. Formule des KPI

Une formule signifie une combinaison mathématique des compteurs qui a comme

conséquence un indicateur significatif. Définir une formule en utilisant plusieurs PIs aide à

identifier un KPI. Comme expliqué avant, le KPI donne plus de flexibilité et de clarté dans

l’interprétation du comportement du réseau.

Les formules, une fois choisies, devraient rester sans changement afin d'observer l'évolution

des performances du réseau dans le temps. Dans un environnement à plusieurs fournisseurs,

54



l'opérateur place une stratégie de performance et définit des formules pour chaque KPI. Alors

chaque équipement déclenche ses propres compteurs, et chaque fournisseur a ses propres

formules.

2-2-6. Les Classes des Indicateurs 3G : Dans le domaine de l’UMTS, la qualité est mesurée en se basant sur les trois concepts utilisés

dans le GSM (l’accessibilité, le maintien et l’intégrité) ainsi que d’autres concepts (Mobilité,

disponibilité et charge/utilisation).

2-2-6-1. L’accessibilité au service

C’est la possibilité pour l’utilisateur d’établir un appel, donc d’accéder au réseau, quand il le

désire, et où il le veut. Elle se calcule dans le réseau UTRAN sur deux étapes : RRC et RAB,

et par rapport aux différents services.

Indicateurs d’accessibilité

L’accessibilité RRC se calcule par le taux de succès d’établissement de connexions des

ressources de contrôle radio RRC qui est définie par rapport à deux types de service CS et PS

L’accessibilité RAB se calcule par le taux de succès d’établissement de RAB (pour chaque

RAB CS et PS et pour chaque débit de données UL et DL).

L’Admission Control est l’option qui permet d’accepter ou de rejeter de nouvelles connexions

selon la vérification de certains critères:

- Grade of Service : constitué de plusieurs indicateurs qui reflète le taux d’admission pour

chaque type de service.

- Rejet avant ou après Admission Control : il permet de différentier si les connexions étaient

rejetées avant ou après le contrôle d’admission.

- Cause de rejet par « admission control » : dû essentiellement à l’échec de l’établissement du

RAB à cause d’une insuffisance que ça soit au niveau de la puissance en DL, au niveau des

codes de canalisation et ou au niveau DL/UL.

2-2-6-2. La Maintenabilité du service

C’est la possibilité de maintenir l’appel jusqu’à ce qu’il soit terminé normalement sans être

déconnecté par le réseau sauf dans le cas d’épuisement du forfait.

Indicateurs de maintien de l’appel

Taux de coupure: on peut tirer des informations sur le taux de coupure d’appels sur l’interface

radio et le taux total de coupure d’appels détectés par l’UTRAN.

Minutes per Drop : il permet de calculer le temps moyen entre deux coupures consécutives.

Cette méthode est appliquée seulement dans le cas du PS et elle n’est pas valable dans le cas

du CS.

Causes de coupures : il ya plusieurs KPI permettant d’identifier les causes de coupures de

l’appel, comme : la perte de synchronisation UL, le manque de relation de voisinage,

déconnexion due au soft Handover…

55



2-2-6-3. Mobilité

Il s’agit de résoudre les problèmes concernant la gestion de la mobilité ce qui constitue un

important défi technique à relever, afin d’empêcher la terminaison forcée de l'appel et

permettre l'exécution des applications d'une manière transparente à la mobilité.

Indicateur de mobilité

- Soft et softer Handover : Les indicateurs du taux de succès du Soft Handover (Radio

Link Addition) se calculent soit au niveau cellule soit au niveau UtranRelation.

- Hard Handover : Les indicateurs du taux de succès du hard Handover (Radio Link

Addition) se calculent eux aussi soit au niveau cellule soit au niveau UtranRelation.

- IRAT Handover : Les indicateurs de l’IRAT HO (l’Inter radio access technology handover)

se calculent en se basant sur : Directed Retry, IRAT Handover par cellule,

IRAT Handover par service, Les Causes d’échec de l’IRAT Handover.

- HS Cell Change : Le changement de cellule lors d’un service HS s’appelle HS cell

Change, et non Handover. L’indicateur qui présente le taux de succès du HS cell change est

HS-DSCH cell change success rate.

2-2-6-4. Intégrité de service

Il s’agit d’une notion relative à la qualité de la voix. Il existe des équipements qui permettent

de générer des séquences phonétiques en émission et calculer le taux de corrélation avec la

séquence reçue.

2-2-7. Quelques KPIs de l’UTRAN : Nous allons détailler dans ce qui suit, les KPI les plus utilisés à HUAWEI. Vu la nature

confidentielle de ces KPI, nous ne pouvons pas détailler les formules utilisées pour les

calculer.

Nous allons juste nous contenter de présenter la formule générale, les messages de

signalisation associés et les problèmes qui peuvent être derrière un éventuel échec.

2-2-7-1. Les KPIs d’accès :

L'échange de signalisation est une condition préalable à l'établissement d'un appel. L'analyse

des KPIs d’accès permet de détecter les problèmes rencontrés lors de l’établissement des

connexions RRC ou du RAB. La formule du taux de succès d’accessibilité est la suivante:

RRC Setup : La connexion RRC est établit sous la demande du UE et exécutée /contrôlée par

le SRNC. Dans ce scénario le taux de succès d’une connexion RRC est défini comme suit :

RAB Setup : Un RAB est une ressource qui permet de transporter les données utilisateur à

travers le réseau d'accès. Un RAB se compose d'un RB et d’un Iu Bearer.

56



Lorsque le message " RAB Establishment Request " est envoyé sur l’interface Iu, il

déclenche la mise en place du Radio Bearer sur l'interface lub / Uu et ce dernier déclenche la

réussite de l'établissement du RAB. Le taux de succès d’une connexion RAB est défini

comme suit :

2-2-7-2. Coupure d’appel :

Un appel est défini comme étant une connexion active utilisée pour le transfert des données

utilisateur (vocaux ou paquets IP) entre l'UE et le réseau. Un appel est lié à l'existence d'un

RAB. Toute rupture de la connexion RAB est donc une coupure d’appel. Le taux de coupure

d’appel est défini comme suit :

La coupure d’appels est généralement dû à:

Problèmes RF : voisinage manquant, faible couverture ou interférence…

Intervention de maintenance.

Problèmes de transmission.

Congestion

2-2-7-3. Handover :

Le Handover permet de garantir la continuité de service lorsque l’utilisateur est en

mouvement. Nous allons détailler dans ce qui suit les formules de chaque type de Handover.

Soft/Softer Handover : La formule du taux de succès du Soft/Softer HO est donnée ci-

dessous :

L’échec du Soft/Softer Handover peut être causé par plusieurs raisons:

Des configurations non-supportées.

Des configurations invalides

Incompatibilité au niveau de la reconfiguration.

Aucune réponse.

Le Hard Handover : La formule du Hard Handover Success Rate est donnée ci-dessous:

57



L’échec du Hard Handover peut être causé par plusieurs raisons :

Des configurations non-supportées.

Des configurations invalides.

Echec au niveau du canal physique.

Incompatibilité au niveau de la reconfiguration.

Aucune réponse.

Le Handover Inter-Système : La formule du taux de succès du

InterRAT Handover vers le GSM est donné par:

L’échec du Handover inter-système peut être causé par plusieurs raisons:

Des configurations invalides.

Echec au niveau d’un canal physique.

Aucune réponse.

Les informations relatives au GSM sont erronées (déclaration du 2G LAC).

Problèmes au niveau du Core Network.

La configuration du BSS.

Le fait qu'un indicateur de qualité franchisse son seuil constitue une alerte de qualité à prendre

en considération. Les indicateurs de qualité donnent une vue globale de l'état du réseau cellule

par cellule. Huawei dispose des logiciels RNO, Genex Assistant et Probe, qui permettent le

suivi des indicateurs de réseau et des paramètres du réseau.

2-2-8.Drive Test :

Les Drive Tests comme leur nom l’indique, consistent en des tests sur les performances du

réseau en parcourant les rues avec une voiture, ainsi ils donnent des informations sur la voie

descendante entre le NodeB et le UE. Les ingénieurs radio au sein de HUAWEI se servent de

différents logiciels, dont GENEX Probe qui sert à effectuer les acquisitions lors des mesures

Drive Test, pour pouvoir les analyser ultérieurement à l’aide de GENEX Assistant. Pour

réaliser un Drive Test on a besoin de :

Mobile à trace : pour les mesures de performances du réseau

Scanner : permet de mesurer le niveau du champ et la qualité de l’environnement

radio.

GPS (Geographical position System) : pour la localisation géographique des points de

mesures.

58



Software pour l’acquisition, l’enregistrement et le traitement des mesures : PROBE

GENEX.

Figure 45 : Les outils du Drive test

Les types de tests sont :

AMR long call : pour vérifier la couverture, le Handover et intègre les problèmes de

resélection inter-RAT.

AMR short call : pour tester les problèmes de call-setup.

HSDPA/HSUPA : pour tester le CQI et le Débit.

Les principaux types du Drive Test sont :

Cluster Drive Test : Le réseau est subdivisé en un ensemble de clusters (groupes) qui

seront optimisé indépendamment l’un de l’autre. L’objectif du clus ter drive test est

d’optimiser les performances RF du réseau afin d’atteindre les seuils d’acceptation

déjà fixés et pour optimiser le réseau comme un ensemble interactif.

Single site verification : L’objectif du SSV est de vérifier que la station de base est

fonctionnelle d’un point de vue RF lors de l’étape de mise en service. Il s’agit, en

effet, de tester et d’évaluer les éléments suivants :

Le taux des access- failures, le taux des Dropped-Calls et le temps du Call-Setup

seront mesurés pour s’assurer du bon fonctionnement de la station de base.

Les PSC affectés à chaque secteur, il faut s’assurer qu’il n’y a pas eu erreur lors

de l’installation ou la configuration du site.

La puissance nominale de transmission et de réception sera vérifiée pour s’assurer

qu’il n’y a pas de problèmes de câblage d’antennes.

Ec/Io et RSCP seront vérifiés pour s’assurer qu’il n’y a pas de problèmes de bruit

ni d’interférences.

59



Les fonctionnalités du handover et de resélection inter-secteurs et inter-RAT

seront testées pour s’assurer que la station de base effectue la gestion de la

mobilité correctement.

Les services AMR, PS, VP et HSPA, la vérification devra se faire pour chaque

secteur indépendamment.

Indoor Test : Ce test a pour but d’obtenir les niveaux de puissance et de q ualité à

l’intérieur des bâtiments.

2-2-8-1. Indicateurs relatifs à l’optimisation des services R99

Pour les services R99, certains KPI sont mesurables directement lors du Drive Test.

Généralement, après optimisation RF, le réseau doit satisfaire aux exigences énumérées des

indices dans le tableau. Notons que la valeur d’un indice est le rapport exprimé en

pourcentage des points d’échantillonnage, elle doit être supérieure à la valeur de référence

dans tous les points de prélèvement.

Indice Référence Description du test

CPICH Ec/Io > -12 dB = 97% dans une zone urbaine ou suburbaine

Ces indices sont mesurés en Outdoor, dans les zones de couverture planifiées, dans un parcours bien défini afin

de tester toutes les cellules.

CPICH RSCP > -95dBm = 95% dans une zone urbaine

Ces indices sont mesurés en Outdoor, dans les zones de couverture planifiées, dans un parcours bien défini afin

de tester toutes les cellules.

= 95% dans une zone

suburbaine.

Pilot pollution ratio ≤ 5% --

Tableau 7 : Indicateurs relatifs aux services R99

2-2-8-2. Indicateurs relatifs à l’optimisation des services HSPA : L’optimisation RF des services HSPA vise à améliorer l’indicateur de qualité du canal (CQI).

Le débit de l’HSPA dépend de la taille du bloc de transfert qui à son tour est lié directement à

la valeur du CQI. Le Tableau ci-dessous répertorie les relations entre le CQI signalé par l’UE,

le pilote Ec/Io, et le débit.

60



L’expérience

utilisateur Faible Moyenne Bonne

CQI < 9 9 à 15 ≥ 15

Débit 0 à 320 kbps 320 kbps à 1.39

Mbps

> 1.39 Mbps

Ec/Io > -15 dB -15 dB à -9 dB ≥ -9 dB

Tableau 8 : Indicateurs relatifs aux services HSPA

2-2-8-3. Analyse des problèmes RF : Les mesures du canal pilote sont primordiales pour évaluer les caractéristiques de la

propagation radio, la réussite des Handovers et les sélections de cellules. L’analyse du canal

pilote repose sur la vérification de la couverture de ce dernier et sur le fait de trouver une

solution aux différents problèmes rencontrés pouvant conduire à une médiocre qualité de

services. Le but de l’analyse est de détecter et remédier aux principaux problèmes suivants :

Les problèmes de couverture du réseau

Les problèmes de pollution entre les pilotes des cellules

Les problèmes du Handover.

a-Analyse des problèmes de couverture : La couverture dans une zone est mesurée à partir de la valeur de RSCP de la cellule servante,

cette valeur doit respecter les indicateurs de performances KPI.

L’analyse des problèmes de couverture est la phase clé de l’optimisation. En effet une

mauvaise couverture conduit à une faible qualité, ainsi le mobile n’aura pas accès au réseau et

aucun service ne peut être initié. Par conséquent, la première chose que doit l’opérateur

garantir est une bonne couverture. Les problèmes de couverture les plus fréquents sont :

Faible couverture :

Une faible couverture se réfère à un RSCP inférieur à -95 dBm. Si le mobile reçoit un RSCP

très faible, des problèmes de sélections et d’accès au réseau pourront avoir lieu. Une très

faible couverture pourrait être due à la présence d’un obstacle proche de l’antenne et qui

bloque les signaux, il faut donc vérifier le rapport de Survey de l’installation du site et s’il le

faut, vérifier les antennes sur place. Pour résoudre ce problème, on doit augmente r la

puissance des cellules voisines de la zone mal couverte ou ajuster les Tilts et les Azimuts des

antennes. Si cette solution ne parvient pas à résoudre le problème, il faut penser à

implémenter un nouveau site.

Couverture débordante (Overshooting) :

Ce problème survient lorsque la portée de couverture de certains NodeBs est supérieure à ce

qui est planifié. Ce genre de problème est dû, en général, à la hauteur de NodeB par rapport à

son voisinage ou au problème lié à la topologie du terrain. Ainsi les signaux arrivent à des

zones plus loin, par conséquent s’il n’y a pas des relations de voisinage entre la cellule

débordante et les cellules inondées par son signal, un problème de Handover pourrait avoir

61



lieu. Pour résoudre ce problème, on change l’emplacement du site (une solution qui n’est pas

pratique et couteuse), on diminue la puissance de transmission à condition que cela ne

provoque pas une faible couverture dans une autre zone, ou on peut augmenter le Tilt des

antennes pour rétrécir la zone couverte par la cellule débordante.

b-Analyse de problèmes de pilot pollution :

Le pilot pollution en un point, signifie l’existence de plusieurs pilots ayant une forte puissance

et qu’aucun d’eux n’est dominant sur les autres. Idéalement, les signaux dans une cellule sont

limités dans sa zone planifiée. Toutefois, cette propagation idéale ne peut avoir lieu en raison

des facteurs suivants:

- Mauvaise hauteur du NodeB et l’antenne : Si un NodeB est construit dans une position plus

élevée que dans les bâtiments, la plupart des régions seront inondées par les signaux

provenant de ce NodeB.

- Mauvaise configuration du tilt des antennes : Si le Tilt est mal réglé, les interférences entre

les sites peuvent augmenter causant ainsi le pilot pollution.

- Mauvais réglage de la puissance de CPICH : Lorsque les NodeBs sont densément

implémentés et planifié pour couvrir une zone étroite, une augmentation de la puissance de

CPICH va élargir la zone de couverture plus que prévue et cela provoque le pilot pollut ion.

- La réflexion : Lorsque des hauts bâtiments sont près d’un NodeB, ils reflètent les signaux

vers la zone de couverture d’un autre NodeBs. Cela provoque le pilot pollution.

Le pilot pollution provoque les problèmes suivants :

- Détérioration Ec /Io : le pilot pollution signifie l’existence de plusieurs signaux provenant de

plusieurs sites et donc provoque une augmentation des interférences et diminution du rapport

signal sur bruit (Ec/Io), ainsi qu’une augmentation du taux d’erreur (BLER), et la baisse de

qualité du réseau.

- Coupure d’appel à cause du Handover : L’absence d’un pilot primaire ou la présence de plus

de trois pilotes primaires cause le ping-pong Handover, Cela pourrait provoquer la coupure

d’appel lors du Handover.

Pour résoudre le problème de Pilot Pollution, on peut soit augmenter la puissance du CPICH

du secteur en question ou diminuer la puissance du secteur causant le pilot pollution, soit

ajuster les angles de l’antenne, à savoir l’Azimuth et le Tilt afin d’augmenter la puissance du

pilot concerné et diminuer la puissance des autres dans une zone donnée, ainsi permettre à ce

pilot d’apparaitre comme pilot dominant. Les deux types d’ajustement peuvent être utilisés

simultanément pour résoudre le problème de pilot-pollution.

c-Analyse de problèmes de Handover :

L’optimisation du Handover consiste à garantir une continuité de service lorsque le UE est en

mouvement, mais tout en respectant le seuil du facteur du SHO.

En effet un faible facteur du SHO (inférieur à 30%) signifie que les cellules ne coopèrent pas

bien entre elles lorsque le mobile se déplace. ceci peut engendrer des coupures d’appel.

Toutefois un grand facteur du SHO (supérieur à 40%) implique que les ressources sont

gaspillées et cela réduit la capacité du réseau. Les problèmes fréquents dans le Handover sont:

Absence de Voisinage : Lorsque le UE détecte une cellule avec un bon niveau de

puissance et que cette cellule n’est ni dans l’Active Set ni dans le Monitored Set, cela

62



veut dire que cette cellule ne figure pas dans la liste de voisinage des cellules de

l’active set. Le mobile ne va déclencher un Handover vers cette cellule. Cela peut

parfois causer la coupure de l’appel si la qualité des cellules de l’Active Set est

médiocre

Retard du Handover : Le but du Handover est de garantir la continuité de service. De

ce fait, il doit être exécuté au moment approprié. En effet le Handover doit être

déclenché, lorsque la qualité de la cellule servante commence à se dégrader et avant

qu’elle devienne inférieure à un seuil après lequel le service sera interrompu. Pour

résoudre ce problème, on favorise le Handover vers une cellule voisine qui présente

une bonne qualité en augmentant son CIO.

Problème d’exécution : Parfois, le mobile exécute le Hard Handover ou le Handover

inter-RATs mais à cause d’un problème au niveau de l’interface Iub ou Iur ou au

niveau du CN, l’exécution échoue. Pour détecter la source exacte de problème lors

d’un échec de Handover, un suivi de la signalisation échangée entre le UE et le réseau

par un traçage d’appel est nécessaire.

Dans l’optimisation RF, L’analyse des mesures des parcours permet de dégager un certain

nombre d’hypothèses sur les origines des problèmes cités auparavant pour ensuite proposer

des solutions. Cette Analyse a pour but d’améliorer le fonctionnement du réseau en proposant

des actions chiffrées et réalisables qui coïncident avec les exigences des KPIs de l’opérateur

Conclusion :

Dans ce chapitre, nous avons expliqué la notion des statistiques, leur utilisation, et les

méthodes d’analyse. Nous avons aussi vue la notion des clés de performances et comment ils

sont définis en introduisant les différentes classes des KPIs et la définition de chacune d’eux.

Ensuite, nous avons vu le principe général du processus des Drives Test en mettant le point,

sur les problèmes radio les plus importants ainsi que les solutions possibles. La dernière

partie, a été réservée aux différentes étapes du processus d’optimisation des réseaux 3G qu’on

utilisera pour la région étudiée dans le prochain chapitre.

63



CHAPITRE 3

• Etude de cas: La ville Chaouen

Nous avons vu dans

ce chapitre un cas

réel de

l’optimisation du

réseau 3G appliqué

sur la ville

Chaouen.

64



3-1.Introduction :

On a vu dans le chapitre précédent les différentes méthodes d’analyse permettant l’analyse

ainsi la résolution des problèmes radio les plus rencontrés dans le réseau dans le chapitre

précédent, nous détaillerons dans ce chapitre le processus d’optimisation appliqué sur la ville

Chaouen.

Après la planification et la mise en place des sites du réseau MEDITEL faites par des

équipes dédiées, HUAWEI devait mener une évaluation des performances et une optimisation

de l’ensemble du réseau 3G de l’opérateur dont l’objectif est de réussir son « acceptance ».

3-2.Présentation de la zone de l’étude de cas :

Chaouen est une petite ville qui se situe au nord du Maroc et qui contient 4 sites (et un 5éme

site qui était proposé mais non installé) de l’opérateur Méditel. La figure ci-dessous présente une vue de Google Earth de la ville et les différents Clusters.

Figure 46 : la zone à optimiser

NodeBName NodeBType SectorID CellID CellName UARFCN P-SC Longitude Latitude Azimuth CCH301 BTS3900 CCH301U 30010 CCH301U 10762 88 -5.273333333 35.17605556 160 CCH301 BTS3900 CCH301V 30011 CCH301V 10762 96 -5.273333333 35.17605556 250 CCH301 BTS3900 CCH301W 30012 CCH301W 10762 104 -5.273333333 35.17605556 340 CCH002 BTS3900 CCH002U 30020 CCH002U 10762 320 -5.25994 35.1626 230 CCH002 BTS3900 CCH002V 30021 CCH002V 10762 328 -5.25994 35.1626 355 CCH006 BTS3900 CCH006U 30060 CCH006U 10762 473 -5.27761 35.178 0 CCH006 BTS3900 CCH006V 30061 CCH006V 10762 481 -5.27761 35.178 110 CCH006 BTS3900 CCH006W 30062 CCH006W 10762 489 -5.27761 35.178 270 TET151 BTS3900 TET151U 11510 TET151U 10762 281 -5.27636 35.1544 40 TET151 BTS3900 TET151V 11511 TET151V 10762 289 -5.27636 35.1544 200 TET151 BTS3900 TET151W 11512 TET151W 10762 297 -5.27636 35.1544 300

Tableau 9 : Liste des sites installés dans la zone Chaouen

65



L’optimisation consiste, comme on a vu dans le chapitre précédent, à améliorer la couverture,

la qualité et le débit. C’est pour cela on traite par la suite chaque partie en analysant les

problèmes et en proposant des solutions afin de les remédier.

3-3.Optimisation de la couverture (Long Call RSCP) :

La figure ci-dessous présente la couverture de la ville Chaouen, On remarque que la

couverture est dégradée dans les zones qui sont cerclées en rouge et qui seront traitées par la

suite.

Figure 47: Couverture de la ville Chaouen(RSCP) Figure 48: Distribution du RSCP

3-3-1.Analyse des problèmes :

a-Zone1 :

66



Figure 49 : Couverture de la zone 1

La mauvaise couverture est due à un trou de couverture vu que le site CCH301 est très loin de

cette zone et le site CCH004 est hors service du au blocage au niveau d’installation au

moment du drive test.

Actions à faire :

Il faut mettre le site CCH004 en service, en attendant on vérifie les paramètres radio de

CCH301 et CCH004.

SiteName CellName Longitude Latitude

Azimuth

Tilt Height

(m)

CCH301 CCH301U -5,27108 35,1732 160 0 17,5

CCH301 CCH301V -5,27108 35,1732 250 0 17,5

CCH301 CCH301W -5,27108 35,1732 340 0 17,5

CCH004 CCH004U -5,26241 35,1693 90 0 17

CCH004 CCH004V -5,26241 35,1693 250 0 17

CCH004 CCH004W -5,26241 35,1693 350 0 17

Tableau 10: Paramètres radio des sites CCH004 et CCH301

Après la vérification du tilt et d’azimut qui figurent dans le tableau ci-dessus et vue qu’on ne

doit pas impacter la couverture 2G, on peut changer que les tilts électriques au niveau des

changements physiques et la puissance au niveau du OMC pour améliorer la couverture

Indoor alors on a opté à ces changements ci-dessous.

SiteName CellName Longitude Latitude Azimuth Tilt Height

(m) OLD PW NEW PW

CCH301 CCH301U -5,27108 35,1732 160 3 17,5 40W 43W

CCH301 CCH301V -5,27108 35,1732 250 2 17,5 40W 43W

CCH301 CCH301W -5,27108 35,1732 340 2 17,5 40W 43W

CCH004 CCH004U -5,26241 35,1693 90 3 17 40W 43W

CCH004 CCH004V -5,26241 35,1693 250 2 17 40W 43W

CCH004 CCH004W -5,26241 35,1693 350 3 17 40W 43W

Tableau 11: Paramètres radio des sites après les changements

67



b-Zone 2 :

Figure 50: Couverture de la zone 2

On remarque que dans cette zone on a un problème d’absence de meilleur serveur et le site

TET151 est loin de la zone donc le signal arrive dégradé à cause de la configuration du tilt.

Actions à faire :

Tout d’abord il faut vérifier les tilts et les azimuts de TET151


(m)

TET151 TET151U -5,27636 35,1544 40 0 40

TET151 TET151V -5,27636 35,1544 200 0 40

TET151 TET151W -5,27636 35,1544 300 0 40

Tableau12 : Paramètres radio du site TET151

Comme solution proposée on change le tilt et PW :


(m) OLD PW NEW PW

TET151 TET151U -5,27636 35,1544 40 2 40 40W 43W

TET151 TET151V -5,27636 35,1544 200 3 40 40W 43W

TET151 TET151W -5,27636 35,1544 300 2 40 40W 43W

Tableau 13 : Paramètres radio du site TET151 après les changements

68



c-Zone 3 :

Figure 51: Couverture de la zone 3 On remarque que dans cette zone la cellule dominante est CCH006W mais le signal est trop

dégradé, cette dégradation est due à la topologie de la ville et à la configuration du tilt.

Actions à faire

Tout d’abord il faut vérifier les tilts et les azimuts du CCH006


(m)

CCH006 CCH006U -5,27761 35,178 0 0 26 CCH006 CCH006V -5,27761 35,178 110 0 22,5

CCH006 CCH006W -5,27761 35,178 270 0 22,5

Tableau 14: Paramètres radio du site CCH006

Comme solution proposée on change du tilt est PW


(m) OLD PW NEW PW

CCH006 CCH006U -5,27761 35,178 0 2 26 40W 43W

CCH006 CCH006V -5,27761 35,178 110 3 22,5 40W 43W

CCH006 CCH006W -5,27761 35,178 270 3 22,5 40W 43W

Tableau 15: Paramètres radio du site CCH006 après les changements

69



3-3-2.Résultat obtenu :

Figure 52: la couverture après l’optimisation Figure 53: Distribution du RSCP

On remarque qu’après l’optimisation les zones qui étaient en rouge et en jaunes, leur

couverture s’est améliorée.

3-4.Optimisation de la qualité (Long call : Ec/Io)

La figure ci-dessous présente la qualité du signal de la ville Chaouen, d’après le drive test on

peut conclure que la qualité de signal est généralement bonne à part quelques zones qui vont

être traités par la suite.

70



Figure 54: La qualité de signal de la zone Chaouen Figure 55: Distribution de Ec/Io

a-Zone 1 :

Figure 56: Ec/Io de la zone 1

D’après les deux figures ci-dessus, on remarque que dans l’active set on trouve le secteur

CCH301W qui a un Ec/Io très dégradé alors que dans le Monitor set on trouve le secteur

CCH006W qui a bon Ec/Io, donc on constate que le Handover est lent.

Actions à faire :

On doit changer la valeur de CIO afin d’accélérer le processus de Handover et pour que la

cellule CCH006W passe de Monitor set à active set.

b-Zone 2 :

71



Figure 57 : Ec/Io de la zone 2

D’après les deux figures ci-dessus, on remarque que il ya un retard dans le processus du

handover, le signal de la cellule serveuse CCH301V est trop dégradé alors que les cellules dans le monitoring set leur niveau du signal est plus fort.

Actions à faire :

Tout d’abord il faut exécuter les actions RF proposées pour optimiser la couverture et

changer le CIO pour les cellules CCH301W, CCH002V, TET151U de 7 à 5 pour accélérer

le processus de Handover.

c-Zone 3 :

Figure 58: Ec/Io de la zone 3

D’après les deux figures ci-dessus, on remarque qu’il y a trois cellules dans l’Active set, ce phénomène a causé l’augmentation du niveau des interférences la chose qui implique une dégradation de Ec/Io. C’est ce qu’on appelle l’overshooting causé par la cellule CCH006V.

Actions à faire :

Tout d’abord il faut exécuter les actions RF proposée pour optimiser la couverture afin d’avoir une ou deux cellules dans active set.

72



Résultat obtenu

Figure 60: La qualité de signal de la zone Chaouen Figure 61: Distribution de Ec/Io

3-5.Optimisation du débit:

Figure 62: le débit de la zone Chaouen avant l’optimisation Figure 63: Distribution du débit

Après l’application des actions proposées pour améliorer la couverture et la qualité de signal on remarque que le débit a aussi amélioré vu la relation qui engendre Ec/Io et le débit ainsi que le CQI. Le résultat obtenu figure ci-dessous :

73



Figure 64: Le débit de la zone Chaouen après l’optimisation

KPIs de drive test :

Le tableau ci-dessous présente des KPIs extraits lors du drive test avant et après l’optimisation :

Tableau16: KPIs de drive test après l’optimisation

Après l’optimisation, Coverage rate a dépassé le seuil qui était fixé au début à (>95%), la même chose pour HSPA throughput qui a passé de 88% à 99.7% en dépassant le seuil (>95%).

Donc les actions qui ont été proposées, pour optimiser la couverture, la qualité de signal et le débit, avait un grand impact sur l’amélioration du réseau 3G.

KPI KPI Expression All Log

(avant)

All Log

(après) Target

KPI Operations

(avant)

KPI Operations

(après) Test Type

Coverage Rate(%) Coverage Rate = Distance on CPICH

Ec/Io >= -12dB and CPICH RSCP >= -95dbm / DT Distance

90.4 98 > 95 Coverage Rate = 25147.4 / 27818.10

Coverage Rate = 31185/ / 31822.85 Long Call

UE Pilot Pollution Rate(%) UE Pilot Pollution Rate = Pilot Pollution Points / Total Points(Pilot Pollution)

1.24 1.24 <5 UE Pilot Pollution Rate = 273 / 19324

UE Pilot Pollution Rate = 273 / 19324 Long Call

WCDMA DT Duration T ime Rate(%)

WCDMA DT Duration Time Rate = NET Total Delay(WCDMA) / NET DT Delay

100 100 >98 WCDMA DT Duration Time Rate = 4107.75 / 4107.75

WCDMA DT Duration Time Rate = 4188.84 / 4188.84

Long Call

Call Drop Rate(AMR)(%)

Call Drop Rate(AMR) = WCDMA Call

Drop Counter(AMR) / DriveTest Distance

0 0 < 1Drop /30

Km Call Drop Rate(AMR) = 0 / 27 KM Call Drop Rate(AMR) = 0 / 31.8 KM Long Call

HSPA throughput rate HSPA throughput Rate = Served Rate

Points >= 1Mbps / Total Points 88 99.7 >95 2255/2557 2789/2798 FTP Download

74



3-7.Les KPIs :

Les figures ci-dessous présentent les KPIs extraits de l’OMC qui sont divisés en deux parties : une partie avant l’optimisation et une après. Sachant que le jour de l’application des actions proposées est le 16/05/2013.

Figure 65: KPI de l’accessibilité de CS

Figure 66: KPI de l’accessibilité HS On remarque qu’après l’optimisation de KPI l’accessibilité CS et HS ont atteint et a dépassé le

seuil (Target) qui est déjà fixé à 98%

75



Figure 67: KPI de HS CDR

Figure 68: KPI de Speech CDR

D’après les deux figures ci-dessus de HS CDR et Speech CDR, le taux des coupures d’appels a diminué jusqu’à 0.5% après l’optimisation.

76



Figure 67: KPI de Speech trafic

Figure 68: KPI de Data trafic

Les deux figures ci-dessous de KPI speech trafic et Data trafic présentent l’évolution du trafic de la voix et des données et qui montrent l’impact positif de l’optimisation sur KPI

Conclusion :

Dans ce chapitre nous avons vu un cas réel du processus de l’optimisation qui s’est appliqué

sur la ville Chaouen, et qui consiste à analyser le drive test au niveau de la couverture (mesurée

par RSCP), la qualité (mesurée par Ec/Io) et le débit, après proposer des solutions afin de

résoudre les problèmes et comme nous avons mentionné précédemment ces solutions ont pu

optimiser le réseau 3G. La dernière partie a été réservée à l’analyse des KPIs de l’OMC.

77



Conclusion générale

Dans le présent rapport, après avoir présenté les différentes fonctionnalités et les

caractéristiques de la technologie UMTS, je me suis intéressée au processus de la planification et

également j’ai procédé à des simulations, sur le logiciel atoll, de la couverture et de la qualité de

service de la zone Chaouen, ensuite j’ai détaillé le processus de l’optimisation du réseau 3G et

ses différentes étapes. Et finalement, une étude de cas sur le réseau 3G de Méditel de la zone

Chaouen a été implémenté afin d’optimiser sa couverture ainsi que sa qualité de service.

Au cours de ce stage j’ai appris beaucoup de choses relatives au monde des

télécommunications et précisément la partie radio, en effet j’ai pu faire un travail d’un ingénieur

radio en découvrant la planification, et en optimisant le cluster de la ville Kenitra en premier

temps et après celui de la ville Chaouen, j’ai proposé aussi d’ajouter un nouveau site dans la

zone de Chaouen afin d’améliorer la couverture, la qualité de service ainsi que le débit, l’idée qui

était prise en considération.

Ce projet m’a permis, non seulement d’améliorer mes connaissances dans le domaine de

l’ingénierie radio et en matière de gestion et capacité à résoudre les problèmes, mais aussi a été

instructif au niveau de l’aspect relationnel. L’interaction avec les membres de l’équipe RNP/O

Huawei a été fructueuse pour moi et m’a énormément facilité la tache, en m’introduisant aux

différents aspects professionnels du métier d’ingénieur tout au long de ma période de stage.

En conclusion, la technologie UMTS continuera à se positionner comme un potentiel évolutif

qui constitue la base des futurs réseaux mobiles comme LTE (Long Term Evolution) en vue de

supporter les services et applications évolués. Et cela peut être une extension d’un nouveau sujet

de projet de fin d’études.

78



Annexe

Planning de stage

Figure1 : Diagramme de GANTT

La figure ci-dessous présente le planning que j’ai suivi tout au long du stage qui a duré 4 mois

et demi :

Pendant la première période que j’ai passé à Huawei, qui dure un mois et demi, était

consacrée pour la documentation sur la 3G et précisément UMTS et sa partie radio : UTRAN,

les canaux, Handover, contrôle de puissance après la documentation sur le travail effectué par

l’équipe de RNP/RNO, et pour conclure cette partie j’ai préparé une présentation concernant

toute la documentation que j’ai vu. Puis j’ai entamé la planification et sous Atoll. Un drive

test de la ville KENITRA de deux jours était l’étape suivante, ensuite j’ai commencé le travail

de l’optimisation en découvrant les outils utilisés en rédigeant le rapport et en préparant la

dernière présentation.

79



Présentation de l’organisme d’accueil

Huawei Technologies Co. Ltd. (华为技术有, Huáwei Jíshu Yǒuxiàn Gōngsī) est fondée en

1988. Le siège social se trouve à Shenzhen en Chine. Elle est le leader mondial fournisseur de

solutions dans le secteur Technologies d’information et communication (TIC).

Leurs produits et solutions sont déployés dans plus de 140 pays, desservant plus d’un tiers de

la population mondiale.

Huawei considère le Moyen-Orient et l’Afrique du Nord (MENA) comme des marchés clés,

et investi des ressources importantes pour y établir un réseau puissant et consolider sa

présence dans la région. Depuis son implémentation au Maroc en 1999, en tant que bureau

représentatif de Huawei Technologies, le volume d’activité n’a cessé d’a ugmenter et le

portefeuille clientèle s’est largement diversifié, grâce aux produits innovants qu’offre Huawei

et le niveau supérieur de service qu’elle assure pour ses clients. Le chiffre d’affaires au

Maroc s’est doublé entre 2005 et 2006 pour atteindre 60 Millions de dollars. Huawei Maroc

occupe actuellement une place de 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 l’internet mobile de

3ème génération, l’ADSL haut débit, Télévision sur internet (IPTV), la téléphonie mobile 3ème

Génération, services aux entreprises, plus d’autres services à valeur ajoutée (VAS).

Vision et mission :

La vision et devise de Huawei est d’enrichir la vie par la communication : « To Enrich Life

Throught Communication ».

Produits, solutions et services :

Huawei propose une large gamme de portefeuilles de produits de bout en bout, y compris :

Figure 69 : Les produits offerts par Huawei

80



Département RNP/O

Le département RNP/O (Radio Network Planning and Optimization) fait partie du

département technique « Wired and Wireless Broadband Access ». Il a pour mission de faire

le suivie du réseau radio et de faire la planification et l’optimisation du réseau afin

d’améliorer et de maintenir une bonne qualité de service.

Dans le cadre du projet de l’opérateur client Méditel, le Département RNP/RNO de HUAWEI

Casablanca, a pour mission la mise en place de la partie Radio du réseau 3G dès sa

planification jusqu’à son exploitation.

Pour la phase de planification, la mission des ingénieurs RNP& RNO consiste l’élaboration

d’une étude de terrain leur ayant permis de choisir les emplacements des sites et leurs

paramètres de planification.

Après toute installation des sites, une première optimisation a lieu pour but d’ajuster le

réseau sur une meilleure qualité de service permise par les ressources existantes. Dans ce

sens, les ingénieurs RNP & RNO tiennent un suivi journalier du tableau de bord des

performances du réseau, ayant mené à une acceptation « Acceptance» par le client. Une fois

l’optimisation achevée et toutes les opérations validées et approuvées par l’opérateur, la phase

de maintenance et d’optimisation dynamique se déclenche dans le but d’accorder d’une

manière évolutive la qualité de service du réseau aux attentes des abonnés.

Pour la phase courante d’optimisation évolutive du réseau, les ingénieurs RNP & RNO ont

pour fonctions principales :

Qualification des performances du réseau en adoptant différentes approches afin de

donner à l’optimisation une plus large marge de manœuvre dans l’analyse des

incidents.

Diagnostic des problèmes du réseau en exploitant les mesures réalisées.

Concession et opération des actions correctives au niveau du réseau afin de challenger sa

qualité de service et de garantir auprès des clients des demandes d’accès au réseau sans

coupure, sans congestion et une bonne qualité de signal

81



Glossaire

B BLER: Block Error Rate BMC: Broadcast/Multicast Control

C CAC: Call Admission Control

CDMA: Code division multiple access CN: Core Network CS: Circuit Switched

CQI: Channel Quality Indicator CIO: Cell Individual Offset

D DRNC: Drift RNC

F FDD: Frequency Division Duplexing

G GGSN: Gateway GPRS Support Node

GMSC: Gateway MSC GSM: Global System for Mobile

H HS: High Speed HLR: Home Location Register

HSDPA: High Speed Downlink Packet Access

HSUPA: High Speed Uplink Packet Access

I IAC: Intelligent Admission Control IRAT HO: Inter Radio Access Technology

HandOver

K KPI: Key Performance Indicator

M MAC: Medium Access Control

B BLER: Block Error Rate

BMC: Broadcast/Multicast Control

C CAC: Call Admission Control CDMA: Code division multiple access CDR: Call Drop Rate

CN: Core Network CS: Circuit Switched

CQI: Channel Quality Indicator CIO: Cell Individual Offset

D DRNC: Drift RNC

F FDD: Frequency Division Duplexing

G GGSN: Gateway GPRS Support Node GMSC: Gateway MSC

GSM: Global System for Mobile

H HS: High Speed HLR: Home Location Register

HSDPA: High Speed Downlink Packet Access HSUPA: High Speed Uplink Packet

Access

I IAC: Intelligent Admission Control IRAT HO: Inter Radio Access Technology

HandOver

K KPI: Key Performance Indicator

M MAC: Medium Access Control MSC: Mobile Switching Centre

O OVSF: Orthogonal Variable Spreading

Factor

P PDCP: Packet Data Convergence Protocol PI: Performance Indicator PS: Packet Switched

PSC: Primary Scrambling Code PUC: Potential User Control

Q QoS: Quality of Service

R R99: Release 99

RAB: Radio Access Bearer RB: Radio Bearer RF: Radio Frequency

RLC: Radio Link Control RNC: Radio Network Controller

RNS: Radio Network Subsystem RRC: Radio Resource Control RSCP: Received Signal Code Power

S SF: Spreading Factor

SGSN: Serving GPRS Support Nod SRB: Signaling Radio Bearer

SRNC: Serving RNC

T TDD: Time Division Duplexing TRB: Traffic Radio Bearer

U UE: User Equipment UMTS: Universal Mobile

Telecommunications System

82



Bibliographie

Documents internes à Huawei:

[1] WCDMA RAN fundamental

[2] WCDMA Power Control

[3] WCDMA Handover Principal

[4] UTRAN Interface and signaling procedure

[5] UMTS RNP and RNO introduction

[6] RNPO PPT

[7]WCDMA Performance - Radio Access Network KPI Definition Manual

[8] W-Handover and Call Drop Problem Optimization Guide

Version finale

Engineering

Transcript of Version finale