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Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G I IDE SIDDO NAJI REMERCIEMENTS Je loue Dieu de m’avoir donné la vie, la santé et d’avoir fait de moi ce que je suis aujourd’hui. C’est grâce à lui que ce présent travail a vu le jour. J'adresse mes remerciements à toutes les personnes qui m'ont aidées dans la réalisation de ce mémoire. En premier lieu, je tiens, à exprimer ma gratitude et mes remerciements à mon Directeur de Mémoire Mr. ISSA AW, Ingénieur Télécoms et professeur à l'Institut Supérieur d’Informatique. En tant que Directeur de mémoire, il m'a guidé dans mon travail, m'a aidé à trouver des solutions pour avancer et a fait preuve d’une très grande compréhension et patience avec moi. Ensuite, je tiens à remercier Mr. Boubacar Fall, mon collègue de travail à OVH Sénégal Sarl, qui m'a beaucoup encouragé et conseillé sur l'importance de ce travail et le besoin de le terminer. Je remercie egalement Mr. Jean Jacques Gossan et Mr. Agoumo Farouk pour leur aide. Enfin, mes remerciements vont à mon petit frère Zoul et à ma mère qui m'ont toujours soutenu et encouragé même si nous étions éloignés, ainsi qu’à tous les membres de ma famille.

Memoire Najim

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Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

I

IDE SIDDO NAJI

REMERCIEMENTS

Je loue Dieu de m’avoir donné la vie, la santé et d’avoir fait de moi ce que je suis

aujourd’hui. C’est grâce à lui que ce présent travail a vu le jour.

J'adresse mes remerciements à toutes les personnes qui m'ont aidées dans la réalisation de

ce mémoire.

En premier lieu, je tiens, à exprimer ma gratitude et mes remerciements à mon Directeur

de Mémoire Mr. ISSA AW, Ingénieur Télécoms et professeur à l'Institut Supérieur

d’Informatique. En tant que Directeur de mémoire, il m'a guidé dans mon travail, m'a aidé

à trouver des solutions pour avancer et a fait preuve d’une très grande compréhension et

patience avec moi.

Ensuite, je tiens à remercier Mr. Boubacar Fall, mon collègue de travail à OVH Sénégal

Sarl, qui m'a beaucoup encouragé et conseillé sur l'importance de ce travail et le besoin de

le terminer.

Je remercie egalement Mr. Jean Jacques Gossan et Mr. Agoumo Farouk pour leur aide.

Enfin, mes remerciements vont à mon petit frère Zoul et à ma mère qui m'ont toujours

soutenu et encouragé même si nous étions éloignés, ainsi qu’à tous les membres de ma

famille.

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II

IDE SIDDO NAJI

DEDICACE

Je dédie ce mémoire,

A ma très chère mère,

Toi qui n’as pas cessé de m'encourager et de prier pour moi. Puisse Dieu, le tout puissant,

te préserver et t'accorder santé, longue vie et bonheur.

A mon père,

Pour son soutient morale et financier.

A mes frères.

A mes sœurs.

A ceux qui me sont chers et proches.

A tous ceux que j’aime et qui m’aiment.

A tous mes amis.

A vous tous.

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III

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LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Découpage en strate de l’UMTS ....................................................................... 5

Figure 2 : Hiérarchie des cellules de l’UMTS ................................................................... 7

Figure 3 : Principe du CDMA ........................................................................................... 8

Figure 4 : Principe de l’étalement de spectre..................................................................... 9

Figure 5 : Arbre des codes OVSF .................................................................................... 10

Figure 6 : Utilisation des codes OVSF ............................................................................ 11

Figure 7 : Mécanisme de Scrambling .............................................................................. 11

Figure 8 : Architecture générale de l’UMTS ................................................................... 14

Figure 9: Architecture globale de l’UTRAN ................................................................... 16

Figure 10 : Types de Node B ........................................................................................... 17

Figure 11 : Rôle logique du RNC pour une connexion UE à l’UTRAN ......................... 17

Figure 12 : Vue en couche de l’interface radio de l’UTRAN.......................................... 19

Figure 13 : Services offerts par la couche MAC (d’après spécification 3GPP) .............. 21

Figure 14 : Mapping des canaux UMTS.......................................................................... 24

Figure 15 : Exemple de soft handover ............................................................................. 25

Figure 16 : Exemple de softer handover. ......................................................................... 25

Figure 17 : Architecture de la QoS en UMTS ................................................................. 30

Figure 18 : Processus d’extraction des KPIs ................................................................... 43

Figure 19 : NBAP call Flow procedure ........................................................................... 44

Figure 20 : Respiration de cellule .................................................................................... 51

Figure 21 : Phases d’optimisation dans le cycle de vie du réseau ................................... 56

Figure 22 : Processus d’optimisation ............................................................................... 58

Figure 23 : Rapport entre la RTWP et la charge UL de la cellule ................................... 61

Figure 24 : RRC connection setup procedure .................................................................. 64

Figure 25 : Ecran d’accueil de Google Earth................................................................... 69

Figure 26 : Ecran d’accueil d’Atoll Forsk ....................................................................... 69

Figure 27 : Types de projets disponibles dans Atoll ....................................................... 70

Figure 28 : Menu ‘Explorer’ d’Atoll et les ses différents onglets ................................... 70

Figure 29 : Sélection et positionnement des Sites dans Google Earth ............................ 72

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

IV

IDE SIDDO NAJI

Figure 30 : Positionnement des sites UMTS et définition de la zone à couvrir .............. 73

Figure 31 : Coverage by signal level ............................................................................... 76

Figure 32 : Pilot Reception analysis ................................................................................ 77

Figure 33 : Overlapping zone .......................................................................................... 77

Figure 34 : Lancement d’ACP pour l’optimisation ......................................................... 77

Figure 35 : Couverture en fonction du niveau du signal avant et après optimisation ..... 83

Figure 36 : Pilot reception analysis avant et après optimisation ..................................... 84

Figure 37 : Overlapping zone avant et après optimisation ............................................. 85

Figure 38 : Trajet de drive test ......................................................................................... 86

Figure 39 : Equipements de drive tests pour les appels Voix, CS64 et PS...................... 87

Figure 40 : Mesure du Best Signal Strenght (RSCP) ...................................................... 88

Figure 41 : Mesure de l’Ec/No ........................................................................................ 89

Figure 42: Zones à haute interférence ............................................................................. 90

Figure 43 : Zone d’interférence (RSCP > -90 dBm et Ec/No < -9 dB) ........................... 90

Figure 44 : Zones de pilot pollution ................................................................................ 91

Figure 45 : Correction du problème de pilot pollution .................................................... 92

Figure 46. Méthode de dimensionnement CE .............................................................. 100

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V

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LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Débit de transmission par type de cellule UMTS ............................................ 7

Tableau 2 : Spreading Factor ........................................................................................... 10

Tableau 3 : Récapitulatif Code Channelisation – Code de Scrambling........................... 12

Tableau 4 : Classes de QoS UMTS ................................................................................. 35

Tableau 5 : Exemples d’objectifs d’optimisation ............................................................ 39

Tableau 6 : Problèmes de couverture RF et solutions ..................................................... 51

Tableau 7 : Problèmes de respiration cellulaire et solutions ........................................... 52

Tableau 8 : Problème de Pillot-pollution et solutions ..................................................... 53

Tableau 9 : Problèmes de Near-far-effect et solutions .................................................... 53

Tableau 10 : Problèmes Around the corner et solutions .................................................. 54

Tableau 11 : Problèmes de handover et solutions ........................................................... 55

Tableau 12 : Problèmes de Missing Neighbors et solutions ............................................ 55

Tableau 13 : Coordonnées des sites UMTS ..................................................................... 72

Tableau 14 : Paramètres des différents sites UMTS avant optimisation ......................... 75

Tableau 15 : Objectifs initiaux / finaux de la première optimisation .............................. 78

Tableau 16 : Objectifs initiaux / finaux de la sixième optimisation ................................ 79

Tableau 17 : Recommandations issues de la première optimisation avec ACP .............. 80

Tableau 18 : Recommandations issues de la troisième optimisation avec ACP ............. 81

Tableau 19 : Recommandations issues de la sixième optimisation avec ACP ................ 82

Tableau 20 : Relation niveau de couverture UMTS / Ec/Io / RSCP ............................... 88

Tableau 21 : Pollution par les pilotes – proposition de changement ............................... 91

Tableau 22 : Exemple de convention niveau de champ RxLev..................................... 108

Tableau 23 : Exemple de convention de RxQual .......................................................... 109

Tableau 24 : seuils C/I ................................................................................................... 109

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VI

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SOMMAIRE

Introduction générale ............................................................................................................ 1

PREMIERE PARTIE ............................................................................................................ 3

Chapitre 1: Généralités sur les réseaux 3G .......................................................................... 4

Chapitre 2 : Composants et architecture d’un UTRAN – WCDMA .................................. 14

DEUXIEME PARTIE ......................................................................................................... 28

Chapitre 1 : QoS et Optimisation 3G: Cas de l’UTRAN .................................................... 29

Chapitre 2 : Optimisation de l’UTRAN .............................................................................. 38

TROISIEME PARTIE ......................................................................................................... 67

Chapitre 1 : Outils et paramètres de simulation ................................................................. 68

Chapitre 2 : Optimisation avec Atoll Forsk ........................................................................ 73

Chapitre 3 : Optimisation avec les drives Tests .................................................................. 86

Conclusion Générale ........................................................................................................... 94

ANNEXES ............................................................................................................................ 95

Annexe 1 : Planification des Scramblings Code ................................................................... 96

Annexe 2 : Méthode de dimensionnement des CEs ............................................................ 100

Annexe 3 : Les indicateurs de qualité en GSM ................................................................... 108

Bibliographie ...................................................................................................................... 111

INDEX ................................................................................................................................ 112

Tables des matières ............................................................................................................ 115

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

1

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INTRODUCTION GENERALE

L'introduction des systèmes mobiles de troisième génération a permis aux

opérateurs de réseaux mobiles d'offrir une nouvelle gamme de services mobiles aux

abonnés. L’offre traditionnelle de la voix est désormais complétée par une multitude de

nouveaux services comme la visiophonie, le streaming vidéo, le téléchargement de clips

vidéo et la navigation web mobile.

La croissance du marché et la concurrence féroce entre les opérateurs de réseaux

mobiles ont abouti à porter très haut les attentes des clients en termes de QoS.

La satisfaction du client est la clé de la création de valeur ajoutée et les opérateurs de

réseaux mobiles doivent être en mesure de surveiller et de gérer la qualité du service qu'ils

offrent à leurs abonnés.

Les indicateurs de performance parmi lesquels interviennent de nombreux KPIs,

sont utilisés afin d’avoir un aperçu du réseau sur différents aspects tel que le niveau de

couverture, le niveau d’interférence, la charge du réseau, la qualité des appels, etc. Ces

indicateurs de performances permettent donc de faire une appréciation du niveau de QoS

offert aux abonnés.

Les opérateurs de réseaux mobiles sont alors confrontés au défi d'identifier les

meilleurs indicateurs pour décrire la QoS perçue par le client et d’utiliser des outils de

drive test qui permettent de mesurer ces indicateurs à temps réel. Les indicateurs de

performance recueillis, il leur faut aussi utiliser des outils d’optimisations pour l’analyse

des KPIs.

Dans le réseau UMTS, l’UTRAN est la partie du réseau où est recueillie la majorité

des mesures de performances, de ce fait, dans notre sujet de mémoire «Etudes de la QoS et

des mesures de performances dans un UTRAN 3G», nous nous limiterons au niveau du

l’UTRAN.

En utilisant les outils fournis par différents éléments de réseau et les nœuds de

service, de nombreux indicateurs de performance clés sont produits. Il n’est cependant pas

toujours facile de convertir ces informations dans un sens reflétant la QoS perçue par les

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

2

IDE SIDDO NAJI

clients. Aussi est il nécessaire d’avoir une bonne compréhension de ces indicateurs et de la

manière dont ils sont calculés, afin de pouvoir les faire correspondre aux différents

problèmes survenant dans le réseau.

Objectif

L’objectif de ce travail est de faire une étude et une analyse des paramètres de

performances et comment leur utilisation peut permettre d’apprécier le niveau de la QoS

UMTS.

L’amélioration de la QoS passe par l’optimisation du réseau, donc la compréhension

des principaux problèmes d’optimisation pouvant subvenir dans le réseau d’accès et leurs

solutions est nécessaire.

Approche

Notre document est structuré en trois grandes parties.

Ainsi, dans la première partie de notre travail nous aborderons d’abord les concepts

généraux sur l’UMTS, puis l’architecture de l’UTRAN et enfin les mécanismes mis en

œuvre dans celui-ci.

Dans la deuxième partie, nous étudierons le concept de QoS et verrons comment on

peut le définir, les éléments entrant en jeu dans sa mesure, les impacts qu’elle a sur le

réseau et pour l’opérateur.

L’amélioration de la QoS dans le réseau passe par la phase d’optimisation du réseau,

qui correspond à la dernière phase dans le cycle de vie du réseau et n’a pas de fin, le réseau

étant en continuel optimisation. Aussi, nous aborderons, toujours dans la seconde partie

du document, la phase d’optimisation du réseau d’accès UMTS, les différents problèmes

qui peuvent y survenir, leurs causes et leurs méthodes de correction. Les outils qui sont

mis à la disposition de l’ingénieur radio, pour identifier et résoudre ces problèmes y sont

également abordés.

Enfin dans la dernière partie de notre travail, un exemple d’optimisation de

couverture sera fait en utilisant le logiciel Atoll Forsk et les drive tests.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

3

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PREMIERE PARTIE

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

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IDE SIDDO NAJI

CHAPITRE 1: GENERALITES SUR LES RESEAUX 3G

1. L’UMTS

1.1.Concepts et objectifs de l’UMTS

L’expression UMTS désigne l’une des technologies cellulaire numérique de

troisième génération. Il a été développé en 2004 sous sa première version Release 99

(R99). Les spécifications techniques de cette norme sont développées au sein de

l’organisme 3GPP.

L’UMTS fonctionne sur la bande de fréquences 1900-2000 MHz et permet

d’atteindre un débit réel de l’ordre de 384 Kbits/s (8 fois plus rapide que le GPRS), le débit

théorique étant de 2Mbits en émission.

L’UMTS est compatible avec tous les réseaux du monde du fait de la possibilité de

roaming au niveau mondial. Le réseau UMTS ne remplace pas le réseau GSM existant

puisque la coexistence entre ces deux réseaux est possible. Le WCDMA a été retenu

comme la technologie d’accès pour le réseau UMTS. L’UMTS à plusieurs objectifs dont:

L‘unification de l'ensemble des systèmes existants à travers le monde en la

définition d‘une norme internationale;

La compatibilité avec les systèmes de 2ème

génération de part les services offerts à

l‘usager (télé-services et services supplémentaires), transparence du réseau pour

l'usager (l'usager ne doit pas se rendre compte qu'il passe d'un réseau à un autre);

Supporter le multimédias: les terminaux auront la capacité d'accepter

simultanément des services de natures différentes (voix, visiophonie, navigation

web);

Augmenter le débit supporté par le réseau par rapport aux réseaux de seconde

génération:

2 Mbps pour l’intérieur des bâtiments (mobilité réduite) ;

384 Kbps pour l’extérieur urbain ;

144 Kbps pour l’extérieur rural (grande mobilité).

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

5

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Définition de quatre classes de service en prenant en compte 3 contraintes (le délai

de transfert de l'information, la variation du délai de transfert des informations et la

tolérance aux erreurs de transmission).

1.2.Avantages de l’UMTS

L’UMTS offre de nombreux avantages que nous détaillons ci-dessous :

Le débit : en théorie, il peut atteindre 2 Mbits/s à partir d’un lieu fixe et 384 Kbits/s

en mouvement, beaucoup plus élevé que celui du GSM et du GPRS.

De multiples services innovants : la visiophonie de poche, l'accès à l'Intranet,

l'accès à internet, la possibilité de télécharger des images depuis Internet et de les

visionner sur l'écran du téléphone mobile, vidéo Clips et music.

Découpage en Strates : la modélisation du réseau UMTS peut se faire par un

découpage en strates.

Figure 1 : Découpage en strate de l’UMTS

Voici donc la répartition des différentes fonctions de l'UMTS. Celles-ci

peuvent être modélisées et ancrées dans deux strates principales.

Access Stratum:

Fonction de handover/ mobilité radio ;

Gestion des ressources radio ;

Prot. Radio RRC RLC MAC

Prot. Iu

Prot. Radio RRC RLC MAC

Prot. Iu

Access Stratum

Mobile Access Network Core Network

Non-Access Stratum

Radio Uu Iu

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Chiffrement ;

Compression de données.

Non Access Stratum:

Gestion de la signalisation d'appel;

Services supplémentaires (CLIP, CWAIT, HOLD, …);

Authentification-Mécanismes de facturation.

Ce découpage est conforme au modèle OSI et permet de définir en deux

strates distinctes les différents services, et les rassembler en fonction du

type de ressource utilisée.

Les mécanismes radios

Le système radio UMTS intègre de nouveaux mécanismes qui permettent une

meilleure utilisation des ressources. Parmi ceux-ci nous avons :

la macro-diversité ;

Le contrôle d'admission ;

le contrôle de charge ;

le contrôle de puissance.

1.3.Classes de services en UMTS

Quatre différentes classes de service ont été identifiées en fonction de la nature du

trafic (que nous aborderons plus en détails dans le chapitre 3):

La classe A (Conversational) qui regroupe tous les services bidirectionnels

impliquant deux interlocuteurs, voire plus;

La classe B (Streaming) implique un utilisateur et un serveur de données, les

données sont majoritairement distribuées dans le sens serveur vers utilisateur;

La classe C (Interactive) ne requiert aucune performance temps réel particulière;

La classe D (Background) diffère avec la classe C : les informations transmises

sont de priorités inférieures à celles de la classe C).

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

7

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1.4.Hiérarchie des cellules en UMTS

Le réseau l’UMTS est divisé en plusieurs cellules de tailles variables. Chacune

d’entre elles est présente en fonction de la densité de la population à desservir et de la

vitesse de mobilité. L’accès par satellite est une extension.

Figure 2 : Hiérarchie des cellules de l’UMTS

Type de cellule Débit Vitesse de déplacement

Pico-cellule 2Mbits/s 10km/h (marche à pied)

Micro-cellule 384kbits/s 120km/h (véhicule)

Macro-cellule 144kbits/s 500km/h (TGV, etc.)

Tableau 1: Débit de transmission par type de cellule UMTS

2. Les principes du WCDMA

L'interface radio de l'UMTS se base sur le WCDMA, qui est également basé sur une

technique d’accès multiple plus ancienne qui est le CDMA. Le WCDMA est basé sur la même

technique que le CDMA mais utilise une bande plus large. Aussi, afin de comprendre les

concepts du WCDMA, il est important de revenir sur ceux du CDMA.

2.1.CDMA

Le principe général du CDMA est de permettre aux utilisateurs d'émettre sur la même

bande au même instant. Le CDMA appartient à la classe des multiplexages dits à étalement de

spectre. L’étalement du spectre rend le signal moins sensible aux fluctuations sélectives en

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

8

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fréquences. Le signal est ainsi transmis sur une bande de fréquences beaucoup plus large que

la bande de fréquences nécessaire.

En effet, chaque utilisateur émet sur toute la largeur de bande du canal de communication.

L’envoi et la réception des données suivent le schéma suivant :

chaque abonné possède un code unique (dans la cellule) ;

L'émetteur lie l'information originale avec le code ;

L'information codée est alors transmise au travers de l'interface par radio ;

L'information originale est régénérée dans l'unité de récepteur en utilisant le même

code de manière synchrone.

Figure 3 : Principe du CDMA

2.2.Etalement de spectre

Le WCDMA réalise un étalement de spectre selon la méthode de répartition par

séquence directe (Direct Sequence). Pour cela, chaque bit de l’utilisateur à transmettre est

multiplié (OU exclusif) par un code pseudo aléatoire PN (Pseudo random Noise code)

propre à cet utilisateur. La séquence du code (constituée de N éléments appelés "chips")

est unique pour cet utilisateur, et constitue la clé de codage. Cette dernière est conservée si

le symbole de donnée est égal à 1, sinon elle est inversée. La longueur L du code est

appelée facteur d’étalement SF (Spreading Factor).

Si chacun des symboles a une durée Tb, on a 1 chip toutes les Tb/N secondes. Le

nouveau signal modulé a un débit N fois plus grand que le signal initialement envoyé par

l'usager et utilisera donc une bande de fréquences N fois plus étendue.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

9

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Figure 4 : Principe de l’étalement de spectre

Afin de pouvoir lire le message codé envoyé, le récepteur doit réaliser la même

opération. En effet, ce dernier génère la même séquence d’étalement qu’il multiplie au

signal reçu afin d’obtenir les données. Les données des autres utilisateurs (pas de

multiplication avec la séquence d’étalement) restent étalées.

L’étalement de spectre consiste à augmenter la largeur de bande du signal.

L’étalement de spectre inclus 2 opérations : la Channelisation qui consiste à augmenter la

bande de fréquence du signal en utilisant des codes orthogonaux et le scrambling

(n’affecte pas la bande de fréquence du signal) en utilisant des codes de scrambling.

2.2.1. La channelisation

Les codes de channelisation sont des codes orthogonaux basés sur la technique

OVSF. Ces codes sont définis par un arbre OVSF où chaque nœud possède 2 fils. Les

codes des 2 fils sont issus du code de leur père commun, c'est-à-dire que leur code est

composé par le code du père et de son complémentaire. L’arbre des codes OVSF ainsi créé

peut être représenté sous la forme de la matrice de Hadamard.

Code de longueur L

Données Chips

Dd Dc = Dd x L

Signal étalé

Bande de base Fréquence porteuse

Dd = Débit données Dc = Débits Chips L = Longueur du code

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

10

IDE SIDDO NAJI

Figure 5 : Arbre des codes OVSF

L’arbre ci-dessus, nous montre la relation entre le facteur d’étalement et le nombre

de codes disponibles pour un étalement donné. Il est important de savoir que le facteur

d’étalement SF détermine la longueur du code. Le nombre de bits dans les trames des

canaux dédiés pour le transfert des données se trouve par l’intermédiaire de la relation

suivante :

𝑆𝐹 =256

2k

avec 0 ≤ 𝑘 ≤ 6

Comme k est compris entre 0 et 6, les valeurs du facteur d’étalement SF peut être

égal à 7 valeurs.

K 0 1 2 3 4 5 6

SF 256 128 64 32 16 8 4

Tableau 2 : Spreading Factor

Dans un tel arbre, il n’est pas possible d’utiliser tous les codes OVSF

simultanément. Comme nous l’avons vu, le code de chaque nœud est déterminé en

fonction du code du nœud père. Cela implique donc que pour une branche, les codes ont

une relation entre eux, ce qui empêche l’utilisation d’autres codes lorsque l’un d’entre eux

est utilisé.

C1 = 1

C2,1= 1,1

C2,2= 1,-1

C4,1= 1,1,1,1

C4,2= 1,1,-1,1

C4,3= 1,-1,1,-1

C4,4= 1,-1,-1,1

SF=1 SF=2 SF=4 SF=8

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

11

IDE SIDDO NAJI

Figure 6 : Utilisation des codes OVSF

2.2.2. Le Scrambling

Le Scrambling, réalisé par l’émetteur, permet de séparer les différents signaux d’une

même station de base ou d’un même terminal sans modifier ni le débit, ni la bande

passante. Cela permet d’étaler un signal par plusieurs émetteurs avec le même code

d’étalement sans compromettre la détection des signaux par le récepteur. Il existe un arbre

de codes d’étalement pour chaque code de Scrambling, ce qui permet aux émetteurs

d’utiliser leurs arbres de codes indépendamment.

Figure 7 : Mécanisme de Scrambling

En utilisant les scramblings codes, le Node B peut séparer les signaux provenant

simultanément de plusieurs UEs et l’UE peut séparer les signaux provenant

simultanément de plusieurs Node B. Il y a deux types de scrambling codes :

- Les codes longs, appelés Codes de GOLD sont créés à partir d’un polynôme

générateur de puissance 25 et tronqué à la longueur de la trame WCDMA, 10 ms,

ce qui donne 38400 chips.

- Les codes courts sont générés à partir de la famille de code S(2), leur longueur est

de 256 chips.

Données Débit binaire

Code d’étalement Code de Scrambling

Débit chip Débit chip

SF=1 SF=2 SF=8

C1 = 1

C2,1= 1,1

C2,2= 1,-1

C4,1= 1,1,1,1

C4,2= 1,1,-1,1

C4,3= 1,-1,1,-1

C4,4= 1,-1,-1,1

SF=4

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

12

IDE SIDDO NAJI

L’usage de ces codes varie en UL et DL.

En UL :

Les Codes de GOLD sont utilisés lorsque le Node B utilise des récepteurs Rake.

Les codes courts sont utilisés quand le Node B utilise des techniques de réception

avancées, comme la détection multi utilisateur.

En DL : seuls les codes longs sont utilisés.

Code de Channelisation Code de Scrambling

Usage

UL : Séparation des données et des canaux de

contrôle du même UE

DL : Séparation des différents utilisateurs de la

même cellule

UL : séparation des

terminaux

DL : séparation des cellules /

secteurs

Longueur UL : 4-256 chips same as SF

DL : 4-512 chips same as SF

UL : 38400

DL : 38400

Nombre

de code

Nombre de code sous un code de Scrambling =

SF

UL : Plusieurs millions

DL : 512

Famille de

code

OVSF

Codes Longs : Code de

GOLD

Codes Court : famille de

code S(2)

Étalement Oui, augmente la bande de fréquence Non, n’affecte pas la bande

de fréquence

Tableau 3 : Récapitulatif Code Channelisation – Code de Scrambling

2.3.Multiplexage

Le W-CDMA propose deux types de multiplexage : le FDD et le TDD. Le

multiplexage de type FDD utilise une bande passante de 5 Mhz pour le débit descendant et

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.

Le multiplexage de type TDD n'utilise qu'une seule bande passante de 5 Mhz

divisée en portions de temps (time slot) utilisables aussi bien pour le débit montant que

pour le débit descendant. Elle comprend donc une composante TDMA (Time Division

Multiple Access) en plus de la séparation par code. Cela permet d’obtenir une large

gamme de débits de services en allouant plusieurs codes ou plusieurs intervalles de temps

à un utilisateur.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

13

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2.4.Les contraintes du WCDMA

Il existe certaines contraintes quant à l’utilisation de la technologie du CDMA, les

principales sont détaillées ci-dessous.

2.4.1. L’effet near-far

L'effet near-far est un phénomène qui survient lorsqu'un appareil mobile émet à une

puissance trop élevée, ce qui empêche tous les autres appareils mobiles du voisinage de

communiquer avec la station de base. Dans le but de remédier à ce problème, le

mécanisme de contrôle de puissance a été mis en place.

2.4.2. Le fast-fading

Aussi appelé «multi-path fading», le fast-fading est l’annulation de deux ondes

déphasées d’une demi-longueur et ayant empruntées plusieurs parcours. Le fast-fading est

dû aux différents parcours empruntés par les ondes. L’autre facteur d’une telle annulation

est le fait que le récepteur soit immobile ou se déplace à faible vitesse.

Attention : Le fast-fading ne doit pas être confondu avec le «Slow fading» ou

«shadowing», phénomène qui a lieu lorsqu'un mobile voit la puissance du signal reçu

diminuer au fur et à mesure qu'il s'éloigne de la station de base.

2.4.3. Les trajets multiples

La transmission des ondes dans un canal est caractérisée par de multiples réflexions,

diffractions et atténuations du signal. Ces phénomènes sont provoqués par les obstacles de

l'environnement tels que les immeubles ou les montagnes ; la conséquence est l'existence

de trajets multiples.

Ainsi, le temps que met le signal pour arriver au récepteur est fonction du trajet qu’il

emprunte ; le récepteur peut alors recevoir plusieurs fois le même signal mais avec un

décalage en temps et avec une puissance variable. Ce temps de décalage peut varier de 2

µs en ville à 20 µs dans des zones vallonnées. Il est donc impératif que le récepteur sache

identifier et séparer les différentes composantes dans le but de reconstituer les données.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

14

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CHAPITRE 2 : COMPOSANTS ET ARCHITECTURE D’UN

UTRAN – WCDMA

1. Architecture globale de l'UMTS

Le système UMTS fait distinction entre la partie accès et les autres parties.

Globalement, il peut être divisé en trois domaines principaux comme le montre la figure

suivante.

Figure 8 : Architecture générale de l’UMTS

Le réseau cœur (Core Network) : il assure la connexion entre les

différents réseaux d'accès et entre le réseau UMTS et les autres réseaux

comme le réseau téléphonique (PSTN: Public Switched Telephone

Network), le réseau GSM, le réseau RNIS (Réseau Numérique à

Intégration de Services ou ISDN : Integrated Service Digital Network),

etc. Il fournit le support des services de télécommunications UMTS et

gère les informations de localisation des utilisateurs mobiles ainsi qu'il

contrôle les services et les caractéristiques du réseau. Le réseau cœur est

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

15

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composé de deux domaines : le domaine à commutation de circuits CS

(Circuit Switched Domain) et le domaine à commutation de paquets PS

(Packet Switched Domain).

Le réseau d'accès radio (UTRAN) : il gère les ressources radios,

l'établissement, la maintenance et la libération des canaux radios entre le

terminal et le réseau cœur. Il permet aux utilisateurs mobiles de

communiquer avec le réseau cœur. Deux catégories de réseau d'accès sont

définies: le réseau de satellites d'accès radio USRAN et le réseau terrestre

d'accès radio UTRAN.

L'équipement d'utilisateur (User Equipment) : c'est le terminal mobile

qui est en charge d'établir une communication entre l'utilisateur et le

réseau. Il est connecté par une interface radio au réseau d'accès radio

UTRAN.

L'interface Iu assure la connexion entre le réseau d'accès UTRAN et le réseau cœur

CN. L'interface radio Uu assure la connexion entre le terminal UE et le réseau d'accès

UTRAN.

2. Architecture Globale et composants de l'UTRAN

2.1.Architecture de l’UTRAN

Le réseau terrestre d'accès radio de l'UMTS (UTRAN) assure le transport des flux

entre le terminal mobile et le réseau cœur. L'architecture globale de l'UTRAN est

présentée dans la figure ci-dessous. Un réseau UTRAN est composé d'un ensemble de

RNS reliés au réseau cœur à travers l'interface Iu.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

16

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Figure 9: Architecture globale de l’UTRAN

Il rempli également les fonctions suivantes :

Sécurité : Il permet la confidentialité et la protection des informations échangées

par l’interface radio en utilisant des algorithmes de chiffrement et d’intégrité.

Mobilité : Une estimation de la position géographique est possible à l’aide du

réseau d’accès UTRAN.

Gestion des ressources radio : Le réseau d’accès est chargé d’allouer et de

maintenir des ressources radio nécessaires à la communication.

Synchronisation : Il est aussi en charge du maintien de la base temps de référence

des mobiles pour transmettre et recevoir des informations.

2.2.Les composants de l’UTRAN

2.2.1. Node B

Le Node B est équivalent à la BTS des réseaux GSM. Il a pour rôle d'assurer la

connexion entre les terminaux mobiles et le réseau d'accès UTRAN. Le Node B travaille

au niveau de la couche physique du modèle OSI (codage et décodage). L'une des tâches

principales d'un Node B est le contrôle de puissance. Il y a 2 types de Node B : Node B

avec antenne sectorielle et Node B avec antenne omnidirectionnelle.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

17

IDE SIDDO NAJI

Figure 10 : Types de Node B

2.2.2. RNC

Le RNC est responsable de la gestion et du contrôle des canaux radio

(établissement/maintient/libération des connexions radio). Il est aussi responsable de la

gestion du handover quand un terminal mobile se déplace d'une cellule radio vers une

autre. Il gère les mécanismes de contrôle de puissance en UL et DL. Les fonctions du

contrôle d'admission sont aussi gérées par le RNC.

Le RNC a trois rôles logiques distincts :

Controlling RNC (CRNC): Chaque Node B a exactement un CRNC qui est

responsable de ce Node B, il s’agit du Node B auquel il est directement relié.

Serving RNC (SRNC): Quand un UE est connectée au réseau, il est toujours

associé avec exactement un SRNC.

Drift RNC (DRNC): Le DRNC existe dans une situation où un SRNC a une

connexion avec un UE via une cellule contrôlée par un autre RNC. L’autre RNC

est dans ce cas le CRNC de la cellule en question et est en même temps DRNC

pour l’UE.

Figure 11 : Rôle logique du RNC pour une connexion UE à l’UTRAN

Node B

Node B avec

Antenne omnidirectionnelle

Node B avec antennes sectorielles

Node B

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

18

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2.2.3. Les Interfaces de communication

Plusieurs types d’interfaces de communication coexistent au sein du réseau UMTS :

Uu : l'interface Uu sert à connecter le terminal mobile au Node B par

l'intermédiaire d'une liaison radio. La couche physique de l'interface Uu est basée

sur la technique CDMA. Elle peut fonctionner en mode TDD ou en mode FDD.

On définit 2 types de canaux radios : les canaux logiques comme DCCH

(Dedicated Control Channel), DTCH (Dedicated Transport Channel), CTCH

(Common Trafic Channel), etc., et les canaux de transport comme DCH

(Dedicated Channel), RACH (Random Access Channel), FACH (Forward Access

Channel), DSCH (Downlink Shared Channelk), etc.

Iu : C'est l'interface logique d'interconnexion entre le réseau d'accès radio et le

réseau cœur. Pour que le plan utilisateur de l'interface Iu soit dépendant du

domaine du réseau cœur (commutation de circuits ou commutation de paquets), 2

types d'interfaces Iu ont été définis :

L'interface Iu-CS qui connecte l'UTRAN avec le domaine à

commutation de circuits (CS : Circuit Switched domain) du réseau

cœur.

L'interface Iu-PS qui connecte l'UTRAN avec le domaine à

commutation de paquets (PS : Packet Switched domain) du réseau

cœur.

Iub : C'est l'interface logique d'interconnexion entre le Node B et le RNC. Sur cette

interface, on ne distingue pas entre domaine CS et domaine PS.

Iur : C'est l'interface logique entre 2 RNC.

2.3. Architecture en couche

L’interface radio de l’UTRAN est structurée en couches dont les protocoles se

basent sur les 3 premières couches du modèle de référence OSI (la couche physique, la

couche liaison de données et la couche réseau).

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

19

IDE SIDDO NAJI

Figure 12 : Vue en couche de l’interface radio de l’UTRAN

2.3.1. La couche Physique

Cette couche représente la couche physique de l’interface radio, elle réalise les

fonctions de codage, décodage, modulation et d’entrelacement via WCDMA.

2.3.2. La couche liaison de données

Cette couche est divisée en plusieurs sous-couches :

La sous-couche MAC (Medium Access Control) a pour rôle de multiplexer les

données sur les canaux de transport radio.

La sous-couche RLC (Radio Link Control) permet la fiabilité du transport des

données entre deux équipements du réseau.

RRC

MAC

PHYSIQUE

RLC

RLC RLC

RLC

RLC RLC

RLC

RLC

PDCP

PDCP

BMC

Signalisation Réseau cœur

Données paquets Voix Messages

Courts

Couche 3 / RRC

Couche 2 / PDCP

Couche 2 / BMC

Couche 2 / RLC

Canaux logiques

Couche 2 / MAC

Canaux de transport

Couche 1 / Physique

Contrôle

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

20

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La sous-couche PDCP (Packet Data Convergence Protocol) permet de compresser

les données via des algorithmes de compression. Cela permet d’exploiter plus

efficacement les ressources radios. PDCP compresse les en-têtes des paquets

TCP/IP suivant les RFC 1144 et 2507. De plus, cette sous-couche PDCP a aussi

pour rôle de rendre indépendant les protocoles radio du réseau d’accès UTRAN

(sous-couches MAC et RLC) par rapport aux couches de transport réseau. Ce type

d’architecture permettra l’évolution future des protocoles réseaux sans modifier

les protocoles radio de l’UTRAN.

La sous-couche BMC (Broadcast/Multicast Control) est en charge d’assurer les

fonctions de diffusion de messages sur l’interface radio.

2.3.3. La couche RRC

Cette couche RRC (Radio Resource Control) contrôle le fonctionnement global de

l’interface d’accès (Uu) UMTS. Dans ce but, elle effectue les taches suivantes :

Gestion de la signalisation entre l’UTRAN et les mobiles ;

Configuration des ressources pour les couches protocolaires 1 et 2 ;

Transfert des messages de signalisation en provenance du réseau cœur.

2.4. Les canaux logiques, de transport et physiques de l’interface radio WCDMA

En UMTS, les données générées par les couches hautes sont transportées sur

l‘interface air par l‘intermédiaire de canaux de transport qui sont mappés sur différents

canaux physiques de la couche physique. Il existe 3 classes de canaux :

2.4.1. Canaux logiques

Les services de transfert de données de la couche MAC sont fournis sur des canaux

logiques. Un ensemble de types de canaux logiques est défini pour les différents types de

transferts de données offerts par la couche MAC. Chaque type de canal logique est défini

par le type d‘information transférée. Les canaux logiques sont de deux types : les canaux

de contrôle (control channels) utilisés pour transférer les informations du plan contrôle et

les canaux de trafic (traffic channels) qui sont utilisés pour transférer les informations du

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

21

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plan usager. Ils peuvent tous deux transporter des informations dédiées à une

communication ou à plusieurs (canaux communs).

Schématiquement, deux instances différentes de la couche MAC géreront l’une les

canaux dédies (MAC-d) et l’autre les canaux communs (MAC-sh). Les canaux logiques

apparaissent en entrée de la couche MAC (partie supérieure de la figure 13) et sont définis

par la nature des informations qu’ils transportent.

Figure 13 : Services offerts par la couche MAC (d’après spécification 3GPP)

Les canaux logiques de contrôle :

Le BCCH (Broadcast Control Channel) est utilisé pour envoyer des

informations de nature systèmes au mobile, qui lui permettront

notamment de se synchroniser avec le réseau et d’y faire des demandes

d’accès.

Le PCCH (Paging Control Channel) est employé pour envoyer des

paging au mobile, c'est-à-dire afin de lui signifier que le réseau tente de

le contacter.

Le DCCH (Dedicated Control Channel) sert à envoyer et recevoir des

informations de contrôle d’une communication donnée pour un mobile

donné.

PCCH BCCH CCCH CTCH DCCH DTCH DTCH

PCH FACH FACH RACH DSCH DSCH DCH DCH

MAC-c/sh

MAC-d

MAC Control

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

22

IDE SIDDO NAJI

Le CCCH (Common Control Channel) est utilisé pour envoyer ou

recevoir des informations de signalisation des mobiles non encore

connectés au réseau, notamment lors de la phase d’établissement

d’appel.

Les canaux logiques de trafic :

Le DTCH (Dedicated Traffic Channel) utilisé pour transmettre des

données sur un canal de communication connecté au réseau d’un

mobile donné.

Le CTCH (Common Traffic Channel) utilisé pour transmettre des

informations à un groupe d’utilisateurs donné.

2.4.2. Canaux de transport

La notion de canaux logique correspond à la nature des informations à transmettre et

la notion de canaux physique à celle de vecteur de support physique sur l’interface radio.

Une troisième notion existe dans l’UTRAN qui est celle de canaux de transport qui

définissent la façon dont les informations issues des canaux logiques sont codées et

transportées sur les canaux physiques.

Chaque canal de transport est représentatif d’une qualité de service donné. A ce titre,

il pourra regrouper toutes les informations de nature différente nécessitant la même

qualité de service. Ainsi, plusieurs canaux de données nécessitant le même taux d’erreurs

et ayant la même priorité par exemple, pourront être multiplexées sur un même canal de

transport et bénéficier du même codage, de la même durée d’entrelacement, etc.

C’est le propre de l’UTRAN (et concrètement du RNC) de choisir un certain canal

de transport dotée d’un certain format pour répondre à une demande de RAB du cœur de

réseau. Chaque canal de transport bénéficie d’un ensemble de paramètres : le TFS

(Transport Format Set) qui spécifie donc entre autre la taille des blocs de données à

transmettre sur la radio (les transports blocks), la taille de la fenêtre d’entrelacement (TTI)

et le type de codage canal choisi.

Les canaux de transport peuvent être dédiés ou communs. Les canaux dédiés sont

nommés DCH. Les canaux communs sont les canaux BCH (Broadcast Channel), PCH

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

23

IDE SIDDO NAJI

(Paging Channel), RACH (Random Access Channel), FACH (Forward Access Channel),

DSCH (Downlink Shared Channel).

2.4.3. Canaux physiques

Les canaux physiques sont les canaux effectivement utilisés par la couche physique,

ses derniers servent de support aux canaux de transport. On distingue entre autre:

P-CCPCH (Primary Common Control Physical Channel);

S-CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel);

PRACH (Physical Random Access Channel);

DPDCH (Dedicated Physical Data Channel);

DPCCH (Dedicated Physical Control Channel);

PDSCH (Physical Downlink Shared Channel);

PCPCH (Physical Common Packet Channel).

En plus des canaux physiques supports de canaux de transport, on trouve quelques

canaux physiques particuliers qui transportent des informations propres à la couche

physique et sont transmis par chaque station de base :

canal de synchronisation (SCH) ;

canal pilote commun (CPICH) ;

canal d’indication d’acquisition (AICH) ;

canal d’indication de messagerie (PICH) ;

canal d’indication de statu CPCH (CSICH) ;

canal de détection de collision et indicateur d’allocation de canal (CD/CA-ICH).

2.4.4. Correspondance entre les canaux logiques/transport/physiques

La figure ci-après donne une idée de la façon dont sont organisés les canaux de

transport dans les canaux physiques. Cette organisation est l’œuvre de la couche physique.

De même, la couche MAC organise les canaux logiques dans les canaux de transport.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

24

IDE SIDDO NAJI

Figure 14 : Mapping des canaux UMTS

2.5. Les mécanismes de l’interface radio de l’UTRAN

2.5.1. Handovers

Avec l’usage du W-CDMA comme technologie d’accès radio, au lieu d’une

séparation stricte des canaux physiques, en fréquence et en temps, il est possible

d’exploiter simultanément plusieurs liens radios. Ainsi, un nouveau type de handover

devient possible : le soft handover et le softer handover. Ces deux mécanismes décrivent

une situation dans laquelle un UE communique avec le réseau d'accès radio via deux ou

plusieurs liens différents. Au lieu de rompre une connexion existante à une ancienne

station de base et établir une nouvelle connexion à une station de base voisine, comme

cela se fait en GSM (il s’agit là du hard handover), le soft handover, permet lui d’ajouter,

de façon transparente, un autre lien radio comme une connexion parallèle.

2.5.1.1.Soft handover

Il a lieu lorsqu’un ME se trouve dans une zone de couverture commune à deux Node

B. Les communications du mobile empruntent simultanément deux canaux différents pour

atteindre les deux stations de base, comme illustre dans la figure ci-dessous.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

25

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Figure 15 : Exemple de soft handover

2.5.1.2.Softer handover

Il a lieu lorsqu’un UE se trouve dans une zone commune de deux secteurs couverts

par la même station de base.

Figure 16 : Exemple de softer handover.

2.5.2. Le contrôle de puissance

Le principe du contrôle de puissance est de faire en sorte que tous les signaux soient

reçus à la station de base à une puissance identique, donc les mobiles ne peuvent pas

communiquer à des niveaux de puissance fixés par défaut. Les objectifs de ce mécanisme

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

26

IDE SIDDO NAJI

sont la réduction de l'interférence inter-utilisateurs et l’augmentation de l'autonomie de

chaque mobile.

En UMTS le contrôle de puissance sur le lien montant est le plus important à cause

du near-far effect. Pour la liaison descendante, on n’a pas besoin du contrôle de puissance

pour un système unicellulaire du moment où tous les signaux sont transmis ensemble et

varient de la même façon. Toutefois, dans les systèmes multicellulaires, les sites voisins

s’interférent mutuellement, ce qui dégrade la performance du système. Ainsi, il est

nécessaire de contrôler la puissance sur la liaison descendante pour réduire les

interférences inter-cellulaires

2.5.2.1.Contrôle de puissance sur la liaison montante

Elle s’effectue via la mise en mise en œuvre de deux boucles : une boucle ouverte et

une boucle fermée :

Contrôle de puissance en boucle ouverte

Il est utilisé pour régler la puissance initiale du mobile, lors du premier accès au

réseau. Dans ce processus, l'UE estime la puissance du signal de transmission en

mesurant le niveau de puissance du signal pilote reçu du Node B sur la liaison

descendante, et ajuste son niveau de puissance de transmission d'une manière qui est

inversement proportionnelle au niveau de puissance de signal pilote.

Contrôle de puissance en boucle fermée

Dans la technique de contrôle de puissance en boucle fermée, les mesures de qualité

sont effectuées sur l'autre extrémité de la connexion, dans le Node B et les résultats

sont ensuite renvoyés à l'émetteur mobile afin qu'il puisse régler sa puissance

d'émission. Cette méthode donne de bien meilleurs résultats que la méthode de la

boucle ouverte, mais elle ne peut réagir à des changements rapides dans les conditions

de canal.

2.5.2.2.Contrôle de puissance sur la liaison descendante

Il s’agit de contrôler la liaison descendante, vers le mobile. Le contrôle de puissance

sur cette liaison est beaucoup moins efficace. Il faut dire qu’il n’y a plus de problème

proche-loin puisque le signal utile et les signaux brouilleurs émis par la même station à

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

27

IDE SIDDO NAJI

destination des autres mobiles sont orthogonaux. Toutefois, ce n’est pas le cas des signaux

venant des autres stations. Le contrôle sur la liaison descendante n’est composé que d’une

boucle fermée. Comme pour le cas de la liaison montante, le mobile estime le RSB, le

compare à une valeur seuil et génère les commandes de contrôle de puissance qu’il envoie

à la station de base.

2.5.3. Respiration de cellule

En plus du contrôle de puissance, il existe un autre phénomène appelé la respiration de cellule.

Nous aborderons ce concept plus en détails dans la Troisième Partie.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

28

IDE SIDDO NAJI

DEUXIEME PARTIE

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

29

IDE SIDDO NAJI

CHAPITRE 1 : QOS ET OPTIMISATION 3G: CAS DE

L’UTRAN

1. Concept et Architecture de la QoS UMTS

1.1.Définition de la QoS UMTS

Afin de pouvoir définir la QoS, le terme « qualité » doit d'abord être défini. La

norme ISO 840 définit la qualité comme « l'ensemble des caractéristiques d'une entité qui

lui confère l'aptitude à satisfaire des besoins exprimés et implicites » De même la norme

ISO 9000 définit la qualité comme le « degré auquel un ensemble de caractéristiques

inhérentes satisfait aux exigences ». Découlant de ces définitions de la qualité, la norme

ITU-T Rec. E.800 définit la QoS comme « l'effet collectif de la performance des services

qui détermine le degré de satisfaction de l'utilisateur du service ».

En UMTS la QoS est également définie comme la capacité du système à fournir un

traitement sélectif aux différents services ou utilisateurs de la manière la plus rentable qui

soit. Un large éventail de technologies, y compris les différentes techniques d'accès sont

utilisées afin de fournir des résultats prévisibles. L'objectif de la QoS est de fournir une

bonne expérience utilisateur lors de l'utilisation d'un service particulier.

La QoS peut être décrite et appliquées d'une manière qualitative ou quantitative.

Une gestion qualitative de la QoS est basée sur un traitement appliqué à un certain type de

trafic par rapport à d'autres types de trafics. Une gestion quantitative de la QoS permet de

garantir certaines capacités de transmission requises par le service, elle repose sur la

définition d'indicateurs tels que le débit, le retard ou la perte de transmission.

3GPP a spécifié de hauts niveaux d’exigences pour la QoS en UMTS. Ses exigences

sont divisées en trois catégories à savoir :

Les exigences des utilisateurs finaux ;

Les exigences générales :

Les exigences techniques.

1.2.Architecture de la QoS en UMTS

Les services réseaux sont généralement considérés de bout en bout, c'est à dire d'un

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

30

IDE SIDDO NAJI

équipement terminal à un autre. Un service de bout en bout doit fournir une certaine QoS

à l'utilisateur d'un service réseau. C'est l'utilisateur qui décide s'il est satisfait par la QoS

fournie ou non. Aussi, Pour assurer un certain niveau de QoS, des Bearer Service (BS) ou

services support avec des paramètres et des fonctionnalités bien définis, doivent être

établis entre la source et la destination d’un service réseau donné. Un service support doit

avoir la capacité de fournir la QoS contractée entre un usager et un réseau ou entre un

domaine réseau et un autre domaine réseau adjacent. Ceci est essentiellement réalisé par

des mécanismes tels que le contrôle de signalisation, le transport sur le plan usager, et les

différentes fonctionnalités de gestion de QoS.

Figure 17 : Architecture de la QoS en UMTS

1.2.1. Le service support UMTS

Le trafic d’un TE à un autre TE doit passer par différents supports de service du

réseau. Le service de bout en bout de la couche application utilise une combinaison d’un

ensemble de trois services supports des couches inférieures : un service support local qui

réside dans le TE/MT et qui définit ses capacités locales de QoS, un service support

End-to-end Service

External bearer service

UMTS Bearer Service TE/ MT local Bearer

services

Radio access bearer Service CN Bearer

Service

Radio Bearer

Service RAN Access

Bearer Service

Backbone

Bearer

Service

Physical Radio

Bearer Service

Physical

Bearer

Service

TE MT RAN CN EDGE

NODE CN Gateway TE

U

M

T

S

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

31

IDE SIDDO NAJI

UMTS et un service support externe. Dans cette section, nous nous intéressons au service

support UMTS vu que c’est la composante qui fournit la QoS UMTS.

Le service support UMTS est constitué de deux sous-composantes : le service

support d’accès radio ou Radio Access Bearer (RAB) et le service support du réseau de

cœur ou Core Network Bearer (CNB). Les deux services utilisent des méthodes

optimisées pour fournir le service support UMTS au-dessus des topologies cellulaires

respectives, en prenant en considération des aspects tel que la mobilité et le profil des

usagers mobiles.

1.2.1.1.Le service support d’accès radio (RAB)

Le RAB assure le transport confidentiel de la signalisation et des données usager

entre le MT et le nœud périphérique du CN (interface Iu ou point d’interconnexion entre

RNC et CN) avec une QoS conforme au service support UMTS négocié. Pour cela, il

utilise des techniques spécifiques comme le contrôle de puissance ou le contrôle

d’admission radio qui tient compte des différents profils de QoS (ensemble des attributs

du service support UMTS). En plus, le service RAB est basé sur les caractéristiques

spécifiques de l’interface radio et doit être maintenu tout au long du mouvement d’un TM.

Pour supporter différents niveaux de protection contre les erreurs, le réseau d’accès

terrestre UTRAN et le MT ont la capacité de segmenter et de réassembler des flots

d’usagers en différents sous-flots à la demande du service support radio. Ce service

support radio traite différemment les sous-flots d’un même flot usager, de manière à

assurer les exigences en fiabilité spécifiques à chaque sous-flot. Ces exigences en fiabilité,

tel que le format exact d’une unité de données de service (SDU), sont sujettes à une

signalisation préalable avec l’UTRAN à la phase d’établissement du RAB en utilisant des

attributs standardisés. Le service support Iu, en utilisant le service support physique, offre

un transport entre UTRAN et CN avec différents autres services assurant une variété de

niveaux de QoS.

1.2.1.2.Le service support du réseau de cœur (CNB)

Le service support du réseau de cœur connecte le nœud périphérique du CN avec la

passerelle du CN jusqu’au réseau externe. Le rôle de ce service est de contrôler et

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

32

IDE SIDDO NAJI

d’utiliser efficacement le réseau de cœur UMTS afin d’offrir le service support UMTS. De

plus, une intégration suffisamment efficace est effectuée au niveau de toutes les couches

existantes en chaque point de multiplexage traversé, c'est-à-dire dans chaque nœud UMTS

du réseau de cœur. Le transfert asynchrone propre aux réseaux en mode paquet actuels

perd la structure temporelle du flux et introduit un délai et une gigue aléatoires. Pour éviter

les engorgements on augmente souvent la capacité des mémoires tampon au niveau des

files des routeurs. Cette technique, utilisée dans les nœuds UMTS, peut toutefois

introduire des retards inacceptables pour les applications en temps réel tel que la

téléphonie sur IP. Cela nous conduit à la définition d’un système de gestion de la QoS

spécifique à un réseau UMTS et dont les différentes fonctions sont détaillées dans ce qui

suit.

1.3.Les fonctions de gestion de QoS dans un réseau UMTS

Pour assurer la prestation du service négocié au service support UMTS avec une

QoS bien spécifique entre les points d’accès, le réseau UMTS offre différentes

fonctionnalités de gestion classifiées en deux plans : le plan contrôle et le plan usager.

1.3.1. Les fonctions de gestion de QoS dans le plan de contrôle

Ces fonctions assurent l’établissement et la modification d’un service support

UMTS en utilisant la signalisation et la négociation avec les services UMTS externes ainsi

que l’établissement et la modification de tous les services internes avec les

caractéristiques requises. Les fonctions de gestion de QoS du plan de contrôle englobent:

1.3.1.1.Le gestionnaire de service

Il coordonne les fonctions du plan de contrôle (établissement, modification et

maintenance du service). Il fournit toutes les fonctions de gestion de QoS du plan usager

avec les attributs demandés. De plus, il peut interroger d’autres fonctions de contrôle pour

recevoir la permission de fournir le service.

1.3.1.2.La fonction de translation

Il effectue la conversion entre les attributs de QoS du service support UMTS et ceux

des protocoles de contrôle des services du réseau externe (exemple : entre les attributs de

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

33

IDE SIDDO NAJI

service UMTS et les TSPEC1 de l’IETF

2). Elle peut aussi se charger de la conversion entre

ses propres attributs de service et les attributs d’un service de couche inférieure qu’elle

utilise (exemple : entre les attributs des services UMTS et attributs des classes ATM3).

1.3.1.3.Le contrôle d’admission et de capacité

Il maintient les informations concernant toutes les ressources disponibles d’une

entité réseau ainsi que toutes les ressources allouées au service support UMTS. Il

détermine pour chaque requête ou modification d’un service support UMTS si les

ressources demandées peuvent être fournies par l’entité. Si c’est le cas, il les alloue au

service support UMTS et assure leur maintien. De plus, cette fonction vérifie la capacité

de l’entité réseau à fournir le service demandé. Le contrôle des ressources effectué par le

contrôle d’admission supporte également la rétention de service.

1.3.1.4.Le contrôle de souscription

Il vérifie les droits administratifs de l’usager d’un service support UMTS pour

l’utilisation du service demandé avec les attributs de QoS spécifiés.

Les gestionnaires du service support UMTS dans le terminal mobile MT, dans le

nœud périphérique du CN ainsi que dans la passerelle du CN s’échangent des données de

signalisation à travers la fonction de translation et avec les instances du réseau externe afin

d’établir ou de modifier un support de service UMTS. Par conséquent, la QoS contractée

peut être fournie au service de bout en bout dans le réseau UMTS.

1Trafic SPECIFICATION

2Internet Engineering Task Force est un groupe informel, international, ouvert à tout individu, qui

participe à l'élaboration de standards Internet. L'IETF produit la plupart des nouveaux standards

d'Internet.

3Asynchronous Transfer Mode ou ATM est un protocole réseau de niveau 2 à commutation de

cellules, qui a pour objectif de multiplexer différents flots de données sur un même lien utilisant une

technique de type TDM ou MRT (multiplexage à répartition dans le temps).

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

34

IDE SIDDO NAJI

1.3.2. Les fonctions de gestion de QoS dans le plan usager

Ces fonctions assurent la prestation de la QoS négociée pour un service support

UMTS en maintenant le trafic des données usager dans les limites définies par des

attributs de QoS signalés à l’avance. Les fonctions de gestion de QoS du plan usager

englobent.

1.3.2.1.La fonction d’association

Elle fournit à chaque unité de données un marquage spécifique au moment de son

transfert par le service de support et lui permettant de recevoir la QoS contractée

1.3.2.2.La fonction de classification

Elle attribue les unités de données aux différents services établis pour un terminal

mobile MT selon leurs attributs de QoS relatifs. Le service support UMTS approprié est

dérivé à partir de l’entête de l’unité de données ou à partir des caractéristiques du trafic des

données.

1.3.2.3.Le gestionnaire de ressources

Il partage et distribue les ressources disponibles aux différents services suivant leurs

besoins en QoS. L’ordonnancement, la gestion de bande passante et le contrôle de

puissance pour le support radio sont des exemples de gestion de ressources.

1.3.2.4.Le conditionneur de trafic

Il assure la conformité entre la QoS négociée pour un service et le trafic des unités

de données correspondant. Il est réalisé par des mécanismes de réglementation et/ou de

mise en forme du trafic (policing et/ou shaping). La réglementation du trafic se fait en

marquant les unités de données qui ne correspondent pas avec les attributs de QoS

appropriés, et en les rejetant dans le cas de congestion. La mise en forme du trafic se fait

en accord avec les attributs de la QoS contractée.

1.4.Classes de services

3GPP définit quatre classes de QoS pour l’UMTS : la classe conversationnelle

(Conversational), la classe d’écoulement ou à flux continu (Streaming), la classe

interactive (Interactive) et la classe d’arrière-plan (Background).

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

35

IDE SIDDO NAJI

Type de trafic Délai de

transmission

Variation

du délai

Faible taux

d’erreurs sur

les bits

Débit

binaire

garanti

Exemple

Conversational Stricte Stricte Non Oui

VoIP,

visioconférence,

Audioconférence

Streaming Limité Limité Non Oui

Services de diffusion

(audio, vidéo),

actualités, sports

Interactive Limité Non Oui Non

Navigation web,

jeux, commerce

mobile

Background Non Non Oui Non Courrier

électronique, SMS.

Tableau 4 : Classes de QoS UMTS

Liste des Attributs du service support UMTS :

Trafic Class

Maximum bit rate (kbps)

Guaranteed bit rate (kbps)

Delivery order (y/n)

Maximum SDU size (octets)

SDU format information (bits)

SDU error ratio

Residual bit error ratio

Delivery of erroneous SDUs (y/n/-)

Transfer delay (ms)

Traffic handling priority

Allocation/Retention Priority

Source statistics descriptor ('speech'/'unknown')

Le facteur distinctif principal de ces classes est la sensibilité du trafic aux délais. La

classe conversationnelle est conçue pour les trafics les plus sensibles aux délais, alors que

la classe d’arrière-plan est la classe de trafic la moins sensible aux délais.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

36

IDE SIDDO NAJI

La classe conversationnelle et la classe à flux continu sont généralement prévues

pour acheminer un flux temps réel (dit non élastique) et le niveau de sensibilité au délai

diffère entre les deux.

La classe interactive et la classe d’arrière-plan sont généralement utilisées pour les

applications traditionnelles, dites élastiques, comme le WWW, le courrier électronique,

Telnet et FTP.

La distinction entre classe interactive et classe d’arrière-plan assure un temps de

réponse plus court pour les applications interactives tel que la navigation web. De plus, le

trafic interactif a une plus haute priorité que celle du trafic d’arrière-plan au niveau des

mécanismes d’ordonnancement, et les applications générant un trafic d’arrière-plan

utilisent les ressources de transmission seulement si les applications interactives n’en ont

pas besoin. Ceci est très important dans un environnement sans fil où la bande passante est

très limitée.

1.4.1. La classe conversational ou conversationnelle

La voix téléphonique est le service d’utilisation le plus connu pour cette classe. La

conversation temps réel est souvent effectuée entre des paires de terminaux humains.

C’est le seul schéma pour lequel les caractéristiques requises sont données exclusivement

par la perception humaine.

1.4.2. La classe streamming ou à flux continu

Cette classe est prévue pour les flux temps réel audio ou vidéo. Généralement, un

flux temps réel est transféré à l’intention d’une destination ayant une présence humaine et,

contrairement à la classe conversationnelle dont le flux de données est bidirectionnel, le

flux de données de la classe d’écoulement est unidirectionnel. La variation de délai d’un

flux de bout en bout doit être limitée, afin de préserver la relation temporelle (variation)

entre les entités de données du flux, malgré qu’il n’y ait aucune exigence sur le niveau

exact du délai de transfert. Toutefois, comme le flux est temporellement aligné au bout

récepteur (par des techniques de mise en mémoire tampon dans l’équipement usager), la

plus haute variation de délai acceptable à travers le médium de transmission est donnée

par la capacité de la fonction d’alignement temporel au niveau de l’application. Ainsi, la

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

37

IDE SIDDO NAJI

variation de délai acceptable est beaucoup plus importante que celle exigée par les limites

de la perception humaine.

1.4.3. La classe interactive

Le schéma de cette classe s’applique lorsqu’une machine ou un usager humain lance

une requête de données vers un équipement tel qu’un serveur web. Le trafic interactif est

un autre schéma classique des communications de données caractérisé essentiellement par

le délai d’aller-retour d’une requête réponse.

1.4.4. La classe background ou d’arrière-plan

Ce schéma s’applique quand l’usager ou encore une machine envoie et reçoit des fichiers

de données en arrière-plan. Courriels, SMS, téléchargement de base de données et

réception d’enregistrements de mesures sont quelques-uns des différents services qui

peuvent être délivrés par la classe d’arrière-plan. Ce genre de trafic est caractérisé

essentiellement par le fait que la destination n’est pas en attente d’une réponse jusqu’à un

certain temps. Ce qui fait que le trafic de cette classe est le moins sensible aux délais.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

38

IDE SIDDO NAJI

CHAPITRE 2 : OPTIMISATION DE L’UTRAN

1. Généralités sur l’optimisation réseau

1.1.Définition de l’optimisation en UMTS

Optimiser un réseau UMTS, signifie faire fonctionner le réseau entier en accord

avec les exigences de l’opérateur. La plus grande partie du travail d’optimisation a lieu au

niveau du réseau d’accès radio, le réseau de transmission ne possédant pas assez de

paramètres ou variables pouvant être modifiés afin d’accroitre l’efficacité du réseau.

Un opérateur en optimisant sont réseau essaie de trouver la meilleur configuration et

utilisation qui puisse être faites du réseau. Cela dépend principalement de ses exigences et

des priorités que celui-ci donne à ces exigences. Les exigences sont relatives à :

La qualité de service ;

Le trafic attendu et prévisionnel ;

La couverture ;

La capacité ;

Les stratégies actuelles ou futures (expansion du réseau, part de marché).

Lors de l’optimisation du réseau, un compromis doit être fait entre les exigences et

les coûts qui seront entrainés pour palier à ces exigences. Par conséquent le coût financier

demeure un aspect crucial permettant de décider :

Quelles exigences peuvent être satisfaites ;

Quelles solutions peuvent être mises en œuvre pour répondre à un besoin.

Les exigences se contredisant souvent, l’optimisation du réseau afin de répondre à

une exigence peut présenter un problème pour une autre exigence. Un ingénieur avant de

proposer une solution doit donc toujours garder à l’esprit les exigences de l’opérateur.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

39

IDE SIDDO NAJI

Il faut également noter qu’optimiser un réseau exclus toutes actions menant à faire

mieux fonctionner le réseau, notamment les actions du fault managment4

tel que

remplacer un circuit sont exclues. Le point de départ de l’optimisation est un réseau qui

n’a pas d’erreur. Avant de débuter toutes actions d’optimisation, l’ingénieur doit s’assurer

sur ce point.

1.2.Objectif de l’optimisation

Le but de l’optimisation est de peaufiner un réseau afin d’atteindre les exigences de

l’opérateur de la manière la plus efficace. Les raisons d’optimisation suivantes peuvent

être avancées :

Raisons Exemples

Ecart des prédictions (lors de la phase de

planification)

Changement des attitudes des utilisateurs

(ex : augmentation de l’utilisation des

ressources d’une cellule ou d’un service)

Changement des exigences de l’opérateur Augmentation des parts de marché,

introduction d’un nouveau service

Changement environnementaux Construction de nouvel immeuble, arbres,

chute de neige.

Tableau 5 : Exemples d’objectifs d’optimisation

L’optimisation permet d’atteindre les exigences avec moins de ressources et coûts.

Au niveau de l’opérateur, la non-optimisation du réseau coûtera de l'argent, lié aux :

Abonnés, et revenus perdus en raison d'appels bloqués ou à leur migration vers les

concurrents ;

Coûts d'exploitation et de maintenance.

Au niveau des utilisateurs, la non-optimisation peut entrainer :

des blocages d’appels ;

des pertes d’appels ;

des zones de couverture RF plus petites ;

une baisse de la qualité de la voix ;

4Fault management : Dans le cadre de la supervision de réseau, le Fault management est l'ensemble

des fonctions qui permettent de détecter, isoler et corriger les erreurs dans un réseau

de télécommunication et de réagir aux changements environnementaux.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

40

IDE SIDDO NAJI

de débits faibles.

Au niveau des coûts opérationnels, un réseau non optimisé est beaucoup plus

coûteux à exploiter. L'équipement n'est pas utilisé de manière efficace, ce qui implique

l’usage de plus de matériel et donc une augmentation des coûts d’entretien et

opérationnels.

Un réseau optimisé augmente la couverture du réseau et la capacité du réseau. Cela

se traduit directement par :

la baisse des coûts d’exploitation et de maintenance ;

l’augmentation du nombre d'utilisateurs voix et données ;

la hausse des débits de données ;

une meilleure qualité de service pour les utilisateurs voix et données.

2. Phases d’optimisation du réseau

L'optimisation du réseau UMTS est effectuée avant le lancement commercial

d'un réseau et dans un réseau en cours d’exploitation. Nous traiterons ici de

l'optimisation dans un réseau en cours d’exploitation.

L'environnement dans lequel opère un réseau est en constante évolution, de sorte

que le réseau lui-même doit toujours changer, et s'adapter aux changements qui ont lieu.

L'optimisation est toujours nécessaire car il y a toujours:

Des écarts par rapport aux hypothèses (planification) ;

Des changements dans le comportement des abonnés ;

Changements des exigences de l'opérateur ;

Des changements environnementaux.

3. Outils et sources d'information

Il existe plusieurs outils et sources d'information qui sont utilisés pour recueillir les

informations utilisées comme entrée pour l'optimisation. Il s'agit notamment :

des Indicateurs de performance clés (KPIs) ;

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

41

IDE SIDDO NAJI

des Drive Tests ;

des plaintes des clients ;

des outils OMC-U5;

des analyseurs de protocole.

3.1.1. Les Indicateurs clés de performance (KPIs)

3.1.1.1.Définition de KPI

Il y a des dizaines de KPI qui peuvent être vus tous les jours, par exemple, le taux de

change. Le chiffre d'affaires d'une entreprise n’est pas un KPI, parce que c'est juste une

valeur de comptage, cependant, la marge brute est un KPI. Ainsi, ce qui fait la différence

entre les données de performance et les KPIs est le fait qu'un KPI est calculé en utilisant

une formule.

En UMTS, les KPIs sont calculés en utilisant des mesures qui sont recueillies par

l'OMC-U. Plus précisément ce sont des formules calculées en se basant sur les PIs, et qui

permettent de mieux traduire l'expérience de l'abonné.

Les KPIs sont utilisés pour déterminer si le réseau est conforme aux niveaux de

performance nécessaires. Ils jouent un rôle important dans la détection des problèmes

d’optimisation. Les variations de valeurs des KPIs, en particulier l’atteinte des seuils

prédéfinis, est souvent la première indication d'un problème d'optimisation. Les KPIs qui

peuvent être une indication d'un problème de performance et donc qui nécessitent une

optimisation sont les suivants:

Le Taux d'échec de handover (Handover Failure Rate) ;

Le taux d'occupation des canaux (Channel Occupancy Rate) ;

Le Taux de pertes de connexions RRC (Dropped RRC connections rate) ;

Le taux d'échec RAB (RAB failure rates) ;

Le Taux de perte de liaison radio (Radio Link Dropping Rates).

5 L’Opération and Maintenance Center est un élément de base du réseau. Son rôle est d'assurer la

gestion de plusieurs BSC. Il contient des informations diverses sur le réseau : reflet du paramétrage

utilisé sur le réseau, compteurs.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

42

IDE SIDDO NAJI

3.1.1.2.Notion de PI

Afin de mieux comprendre la notion de KPI, il est nécessaire de voir celle de PI.

Chaque événement qui se produit dans le réseau (initiation/terminaison d'appel,

échec de Handover, etc.) est rapporté à l’ingénieur radio. Le mécanisme de collection des

statistiques est le suivant :

On 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 à la Node B lors des

deux modes: communication et veille. La Node B envoie ces mesures à la base de

données interne du RNC. En utilisant ces statistiques, des compteurs purs (indicateurs

élémentaires de performance, ou PIs) sont générés. Ce sont des valeurs incrémentales

d’événements, généralement sans pertinence significative si elles sont manipulées

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

d'appels, par exemple) mais, dans la pratique il est difficile d'interpréter leurs valeurs.

Les PIs peuvent être extrait d’un secteur, une cellule, un TRX ou à au niveau

d’une cellule adjacente. En ce basant sur ces PIs, des formules sont élaborées, il s’agit

des KPIs. Des centaines de KPIs existent. Ils emploient des compteurs d'une ou plusieurs

mesures. La période de l'observation se rapporte à la durée des échantillons rassemblés :

heure, jour, semaine, mois, etc. Le secteur indique l'endroit et les emplacements où les

statistiques sont recueillies.

Les KPIs calculés sont alors groupés dans des rapports génériques et envoyés au

bureau. D’autres outils sont généralement développés pour l’usage interne pour

archiver et visualiser les statistiques.

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

de surveiller le réseau d'une manière très réactive.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

43

IDE SIDDO NAJI

Figure 18 : Processus d’extraction des KPIs

3.1.1.3.Formule de calcul des KPIs

Une formule signifie une combinaison mathématique de compteurs qui a

comme conséquence un indicateur significatif. Définir une formule en utilisant plusieurs

PIs aide pour identifier un KPI. Les formules, une fois choisies, devraient rester sans

changement afin d'observer l'évolution des performances du réseau dans le temps.

La plupart des formules KPI sont simples. Les difficultés ne sont généralement pas

dans la formule elle-même, mais par exemple, dans la façon dont les données sont d'abord

filtrées et ensuite collectées. Nous pouvons démontrer cela à l'aide d'un exemple simple.

Imaginons un KPI appelé NBAP Sucess Rate. Il indique combien de procédure NBAP

(Node B Application Part) ont été achevées avec succès et combien ont échouées.

NBAP est un protocole utilisé pour la communication entre le nœud B et son CRNC.

Pour calculer un taux de réussite NBAP une formule doit être définie. Dans la norme

3GPP 25.433 pour le protocole NBAP Node B, il est décrit que dans la procédure NBAP il

y a seulement trois types de messages: Initiating Message, Successful Outcome and

Unsuccessful Outcome (voir Figure 19).

PIs KPIs Rapports formule outils processus

Groupe cible

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

44

IDE SIDDO NAJI

Figure 19 : NBAP call Flow procedure

Découlant de cela, un NBAP Success Rate pourrait être définie comme indiqué dans

l'équation suivante:

NBAP Success Rate = NBAP Successful Outcome

NBAP Initiating Message× 100%

Cela semble correct, mais va conduire à des erreurs de mesure, en raison d'un fait

important qui n'est pas considéré. Il y a deux différentes classes de message NBAP. Dans

la première classe, l’Initiating Message est répondu par un Successful Outcome ou un

Unsuccessful Outcome, qui est connu comme transfert de données reconnu ou orienté

connexion. Les procédures NBAP de classe 2 sont non-reconnues ou non-orientées

connexion. Cela signifie que seul un Initiating Message est transmis, mais aucune

réponse n'est attendue de l'entité homologue.

Comme la plupart des messages NBAP surveillés sur l'interface lub appartiennent à

la procédure de classe 2 le NBAP Sucess Rate calculé selon la formule définie ci-dessus

pourraient montrer une valeur inférieure à 10%, pour cause, une grande erreur de

définition / mise en œuvre KPI.

Connaissant la différence entre la classe 1 et la classe 2 un critère de filtre doit être

défini qui pourrait être exprimée comme suit:

NBAP Class 1 Success Rate = NBAP Successful Outcome

NBAP Class 1 Initiating Message× 100%

Une définition exacte n'est généralement pas exprimée dans les formules de calcul

de KPI, mais le plus souvent elle l’est par écrit dans la définition du KPI. L’exemple du

NBAP Sucess Rate montre que l'on ne peut pas comparer les KPIs en fonction de leurs

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

45

IDE SIDDO NAJI

noms seuls. Les KPIs ne peuvent également pas être comparés en fonction de leurs

formules seules. Quand on compare des KPIs, il est nécessaire de connaître la définition

exacte, en particulier les critères de filtrage utilisés pour sélectionner les entrées et les

niveaux d'agrégation et la corrélation des paramètres.

3.1.1.4.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).

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 à différents services. Les indicateurs

d’accessibilité sont :

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 ce

taux d’admission pour chaque type de service.

Rejet avant ou après Admission Control : il permet de différencier 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.

La Maintenabilité du service

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

46

IDE SIDDO NAJI

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. Les

indicateurs de maintien de l’appel sont :

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 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 voix : il ya plusieurs KPI permettant

d’identifier les causes de coupure de la voix, comme : la perte de

synchronisation UL, le manque de relation de voisinage,

déconnexion due au soft handover…

Charge et utilisation

Il s’agit de résoudre le problème d'optimisation de la répartition de la charge

et de l’allocation de puissance en cellules UMTS. Les indicateurs de charge et

utilisation :

Trafic par RNC : définie les indicateurs de trafic sur tout le RNC pour

les deux types de services : PS R99 et HS.

Trafic par UTRANcell : Le trafic par cellule se calcule en Kbit pour

tous les services mais aussi en Erlang pour la voix.

Trafic par RBS : Le trafic HS est calculé par RBS en se basant

sur l’indicateur HsDschResources et ça se mesure en bit.

Nombres d’utilisateurs : Permet de calculer le nombre d’utilisateurs

connectés par service.

Taux d’occupation HW RBS: Le taux d’occupation des ressources HW

est donné par RBS.

Occupation des codes: calcule le nombre de codes occupés par service.

Intégrité du service

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

47

IDE SIDDO NAJI

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

calcul le taux de corrélation avec la séquence reçue. Les indicateurs d’intégrité

sont :

Throughput moyen par RNC : permet de déterminer le débit moyen par

RNC pour les deux types de services PS R99 et HS.

Throughput moyen par cellule: permet de déterminer le débit

moyen par cellule et utilisateur.

BLER : Le Block Error Rate est déterminé grâce à l’indicateur HS

BLER.

Disponibilité

Il s’agit de résoudre les problèmes concernant la disponibilité du service

demandé ainsi que la disponibilité en termes de HS (High Speed) user. Les

Indicateurs de disponibilité sont :

Disponibilité cellule : c’est le calcul du pourcentage de disponibilité

(la disponibilité de la cellule,…).

Disponibilité HS : c’est le calcul de la disponibilité du service HS.

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. Les indicateurs de mobilité sont :

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.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

48

IDE SIDDO NAJI

I-RAT Handover : Les indicateurs de l’IRAT HO (l’Inter radio

access technology handover) se calculent en se basant sur : Directed

Retry, I-Rat Handover par cellule, I-RAT Handover par service, Les

Causes d’échec du I-RAT 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.

3.1.2. Les Drives Tests

Les drives tests consistent en des tests sur les performances du réseau en parcourant

les rues avec une voiture, ils permettent d’avoir une vue précise sur l’état des canaux

radios à différents instants et endroits. Ils sont effectués pour mesurer:

La couverture de spectre RF et les interférences ;

Les paramètres de l’UTRAN (les mesures mobile, les messages de protocole) ;

La qualité du réseau (appel terminé, handover, débit de données, qualité de la

voix).

Les drives tests sont effectués lors du déploiement du réseau et dans le réseau en

exploitation. Lors de l'optimisation d'un réseau en cours d’exploitation, les drives tests

permettent de faire une re-vérification des performances de la cellule. Au cours de ces

tests, les cellules voisines doivent être opérationnelles, afin que les paramètres suivants

puissent être vérifiés et mesurés :

Re-selection de cellule ;

Mesure des interférences ;

Handovers.

Les drives tests sont également effectués après la mise en œuvre d'une solution pour

corriger un problème d’optimisation, afin de vérifier si le problème a bien été résolu. Des

drives tests réguliers doivent être effectués et présentent ainsi une méthode de

maintenance préventive pour détecter les zones où les services se dégradent.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

49

IDE SIDDO NAJI

3.1.3. Les plaintes des clients

Les plaintes des clients peuvent fournir une indication des problèmes, surtout si de

multiples plaintes peuvent être liées à une même source. Les plaintes des clients peuvent

pointer vers un problème à un endroit et moment précis ou liées à une ressource. Elles sont

généralement documentées comme des tickets incidents. La forme des tickets incidents

(électronique ou papier), leurs stockages et leurs manipulations diffèrent d’un opérateur à

un autre. Les tickets incidents contiennent généralement les informations suivantes:

Type et modèle d’UE ;

Type de problème (perte d’appel, mauvaise qualité) ;

Heure et lieu du problème.

3.1.4. Les outils OMC-U

L’OMC-U offre les outils suivants qui peuvent être utilisés dans la collecte

d'information : le Traçage RF des appels et l’OCNS.

3.1.4.1.Le traçage RF des appels

Le traçage RF des appels permet de recueillir des données radio relatives à plusieurs

cellules. Il collecte les messages de signalisation sur les interfaces Uu, Iub et Iu. Lorsque

le traçage RF d’appel est activé pour un UE, des informations sur les appels établis par cet

UE sont recueillies, à condition que l’UE soit connecté au tracing RNC. L'information

recueillie est composée de plusieurs mesures effectuées au niveau de l'UE, du Node B et

du RNC. Toutes ces mesures sont stockées au niveau du RNC jusqu'à ce que le OMC-U

demande un transfert au OMC-U. L'opérateur peut utiliser les données du traçage RF des

appels pour:

Vérifier l’établissement des appels ;

Vérifier les performances et la maintenance des liaisons radios ;

Vérifier la qualité de la liaison radio et la couverture.

3.1.4.2.OCNS

L’OCNS pour Orthogonal Channel Noise Simulator, est un outil qui simule le trafic

sur la liaison descendante. L’OCNS est activé sur l’OMC-U et génère des interférences en

liaison descendante afin de simuler le trafic. Il simule le trafic au cours des tests avant le

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

50

IDE SIDDO NAJI

lancement d’un réseau. L’OCNS peut également être utilisé pour générer du trafic

supplémentaire dans une cellule en exploitation, afin de simuler de lourdes charges de

trafic.

Le traçage RF des appels peut être utile pour détecter tous les problèmes

d'optimisation. L’OCNS peut être utiles pour détecter la respiration cellulaire.

3.1.5. Les logiciels d'analyse de données

Ils permettent aux ingénieurs de trier les données, tirer des conclusions et de

montrer à l'opérateur l’impact des changements apportés au réseau. Ces logiciels sont

utilisés lors de :

L’optimisation du design réseau ;

L’optimisation de la performance du réseau en production.

Les outils d'analyse de données peuvent projeter les données collectées sur une carte

qui prend en charge les caractéristiques du terrain. Sur cette carte, les détails concernant le

taux de couverture et l’emplacement où se produisent les handovers, la re-sélection de

cellule et les appels interrompus sont indiqués. Les logiciels d'analyse de données

permettent à un ingénieur de:

Identifier et localiser un problème ;

Déterminer la source d'un problème ;

Trouver des solutions ;

Prévoir les effets de la mise en œuvre d'une solution.

Les logiciels d'optimisation permettent de prédire les effets des changements (par

exemple le niveau de puissance ou le tilt). Un ingénieur peut donc facilement essayer

différentes options et ainsi déterminer la meilleure solution pour corriger un problème

d'optimisation.

4. Les problèmes d’optimisation communs et les solutions possibles

4.1.Problème de couverture RF

La zone de couverture RF est la zone où les deux conditions suivantes sont remplies:

Pathloss < pathloss maximum autorisé ;

Ec/Io < ratio minimum du signal sur bruit.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

51

IDE SIDDO NAJI

Le pathloss et le Ec/Io dépendent des services et de la qualité qui est définie pour un

réseau et peut être vérifié via des drives tests. L'UE peut recevoir une forte puissance due

à de nombreux secteurs qui se chevauchent, mais aucun pilote ne remplissant les

conditions de couverture sues mentionnées. Par conséquent, le rapport Ec/Io et la force du

signal Ec de la Common Pilot Channel primaires sont utilisés comme des mesures

précises pour la couverture RF. L'objectif de l’optimisation est de combler les lacunes de

couverture RF et maximiser la couverture RF.

Tableau 6 : Problèmes de couverture RF et solutions

4.2.Problème de respiration cellulaire

La Respiration cellulaire est la croissance et la réduction de l’étendue d’une zone de

couverture, en fonction de la charge du réseau. Une augmentation de la charge du réseau

augmente l'interférence de réseau. Un taux d’interférence élevé diminue la qualité de

service en particulier, en bordure de la zone de couverture définie initialement et ainsi

rétrécit la zone de couverture de la cellule.

Figure 20 : Respiration de cellule

La respiration cellulaire se produit lorsque le réseau est chargé, aussi l'optimisation

RF doit être effectuée sur un réseau chargé. L'objectif est de veiller à ce que les situations

de forte charge ne conduisent pas à des trous de couverture RF. Parallèlement, des

situations de charge faible ne doivent pas créer de grands chevauchements dans la

Détection du problème Sources d'information Solutions possibles

- Pertes d’appels

- Échecs de

Handover.

- Drives tests

- KPIs

- Les plaintes des

clients.

- Tilt ou réorientation

de l’antenne

- Augmentation de la

puissance

- Nouvelle antenne ou

nouveau site cellulaire.

Cellule à 30% de sa capacité

Cellule à 60% de sa capacité

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

52

IDE SIDDO NAJI

couverture de la cellule, qui peut conduire à la pollution par les pilotes ou à des

comportements indésirables avec les handovers.

Tableau 7 : Problèmes de respiration cellulaire et solutions

4.3.Le problème de «pilot pollution» ou «pollution par les pilotes»

Le pilot pollution est l'interférence causée par des porteuses qui se chevauchent et

possédant un signal de puissance similaire. Malgré la forte intensité du champ, la liaison

est alors médiocre en raison de l’interférence cocanal. L'absence d'une porteuse

dominante provoque des ratios Ec/Io faibles. Les zones possédant de faibles ratios Ec/Io

peuvent être mal interprétées comme étant des zones de pilot pollution et conduisent à des

drives tests itératifs et des changements de paramètres inutiles dans les tentatives

d'établissement d’une porteuse dominante.

Si une porteuse a:

Un signal Ec de puissance insuffisante (pathloss excessif), la zone problématique

est considérée comme un trou de couverture RF

Un signal Ec suffisamment puissant (faible pathloss), la zone problématique

présente un problème de pilot pollution.

Un ingénieur d'optimisation doit déterminer si le rapport Ec/Io est médiocre en

raison d'un pathloss excessif ou à cause d’une « pollution par les pilotes ».

Détection du problème Sources

d'information Solutions possibles

- Pertes d’appels

- Une mauvaise qualité, en particulier

au niveau des bords de la cellule

(durant les fortes charges de trafic)

- Apparition de trous de couverture RF

(durant les fortes charges de trafic)

- Echecs de handover

- Inexistence de transfert aux cellules

voisines (pendant les faibles charges

de trafic)

- Handover excessifs ou inattendus

(durant les fortes charges de trafic)

- Pollution pilote (pendant les faibles

charges de trafic).

- Drives tests

- KPIs

- Les plaintes des

clients.

- Augmentation de la zone

de couverture:

Tilt de l'antenne ou de

réorientation

Augmentation de la

puissance.

Nouvelle antenne ou

nouveau site

cellulaire.

- Changement des

paramètres de handover

- Modification de la liste

des cellules voisines.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

53

IDE SIDDO NAJI

L'objectif est de réduire la pollution par les pilotes. La couverture de la porteuse

dominante doit être augmentée et la couverture des porteuses les plus faibles (qui

provoquent des interférences) doit être diminuée. Dans le même temps, une couverture

continue via le soft handover doit être assurée.

Détection du problème Sources

d'information Solutions possibles

- Pertes d’appels

- Echec de Handover

- Augmentation des

interférences

- Diminution de la

capacité.

- Drives tests

- Tilt de l'antenne et la rotation

d'azimut

- Changements de puissance du

canal P-CPICH

- Changement des listes de

cellules voisines.

Tableau 8 : Problème de Pillot-pollution et solutions

4.4.Problème «near-far» ou «proche-lointain»

Les Problèmes proche-lointain se produisent lorsque l'UE émet à une puissance

élevée à proximité du site de la cellule. Cela crée des interférences excessives pour l’UE

qui est situé loin du site de la cellule. Le but du site de la cellule est de recevoir tous les

UEs à des intensités de signaux égaux. Le contrôle de puissance en boucle fermée est

utilisé pour indiquer aux mobiles d’augmenter ou diminuer rapidement leurs puissances

d’émission. L'objectif de l’optimisation est de s'assurer que tous les algorithmes de

contrôle de puissance fonctionnent correctement. Les paramètres de contrôle de puissance

sont réglés uniquement quand il y a des défaillances évidentes.

Détection du problème Sources

d'information Solutions possibles

- Interférence élevée

- Le Node B transmettant toujours à la

puissance maximale en dépit d’un BLER

satisfaisants

- UE transmettant toujours à la puissance

maximale en dépit d’un BLER satisfaisant.

- Drives tests

- KPIs.

- Les plaintes

des clients

- Modification des

paramètres de

contrôle de

puissance

- Modification dse

paramètres de

handover.

Tableau 9 : Problèmes de Near-far-effect et solutions

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

54

IDE SIDDO NAJI

4.5.Problème «Around-the-corner» ou «autour-du-coin»

Les problèmes autour-du-coin se produisent lorsque l'UE se déplace au-delà d'un

obstacle où il y a une interférence significative sur la liaison descendante d'un nouveau

secteur possédant un pathloss faible. La liaison descendante se dégrade momentanément

jusqu'à ce que le handover soit effectué ou que le contrôle de puissance en liaison

descendante réussisse à compenser l'interférence. Lorsque l’UE entre en handover avec la

nouvelle cellule, le contrôle de puissance rapide est nécessaire pour réduire rapidement la

puissance d'émission du site de la cellule.

Le problème autour-du-coin est un problème constant et inévitable. Les zones à fort

risque sont les routes surélevées et les intersections des rues.

L'objectif est d'optimiser le mécanisme de contrôle de puissance. L'objectif de

l'optimisation est similaire aux objectifs du problème dû au proche-lointain.

Tableau 10 : Problèmes Around the corner et solutions

4.6.Problème de Handover

Les Handovers exigent des ressources de signalisation, et augmentent les

perturbations sur la liaison descendante. Par ailleurs, les retards dans l’établissement des

handovers peuvent entraîner des interférences en UL et DL, dégradent la qualité des

appels et réduisent le débit des transferts de données. Doit donc être assuré :

l’établissement rapide des handovers quand il y a des variations rapides de

pathloss entre l’UE et le secteur dû au fading ;

l’absence de handovers inutiles du à une couverture UMTS non complète ou à la

pollution par les pilotes.

L'objectif est d'optimiser les performances de handover par une sélection rigoureuse

des seuils et temporisateurs.

Détection du problème Sources

d'information Solutions possibles

- Interférences élevées

- Handovers inhabituels

- Drives tests

- KPIs.

- Modification de paramètres de contrôle

de puissance

- Modification des paramètres de

handover.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

55

IDE SIDDO NAJI

Détection du problème Sources d'information Solutions possibles

- Perte d’appel (en raison

d’échecs de handover)

- Ping-pong (handover

fréquents entre 2 cellules).

- Drives tests

- KPIs.

- Réglage des paramètres

de handover

- Modification de la liste

des cellules voisines.

Tableau 11 : Problèmes de handover et solutions

4.7.Problème de «missing neighbors» ou «voisins manquants»

La liste des cellules voisines contient les identifiants des cellules entre lesquelles un

handover est autorisé. La liste est conservée dans le RNC et est transmise à l’UE. Les UEs

mesurent uniquement les signaux des cellules faisant parties de la liste des cellules

voisines et les utilisent pour la mesure du contrôle de puissance et les handovers. Les

missing neighbors sont des porteuses qui ne font pas parties de la liste des cellules

voisines et dont la réception peut provoquer des interférences. L'objectif est d'optimiser

les listes des cellules voisines. Les porteuses reçues doivent être soient éliminées ou

déclarées dans la liste des cellules voisines. Elles ne doivent en aucun cas être ignorées.

Tableau 12 : Problèmes de Missing Neighbors et solutions

Détection du problème Sources

d'information Solutions possibles

- Pertes d’appels (lorsque la liste de la

cellule voisine est trop courte et le

handover est impossible avec une

autre cellule)

- Des niveaux élevés d'interférence

(UE émet à un niveau de puissance

élevé avec la cellule, parce que le

handover avec une autre cellule est

impossible)

- Handovers inhabituels (handovers

non effectués d’une cellule à une

autre).

- Trafic inégal (UE restent avec une

cellule et ne sont pas transmis à une

cellule voisine).

- Drive test

- KPIs

- Les plaintes

des clients

- Mise à jour de la liste de

la cellule voisine pour

inclure ou exclure une

porteuse.

- Changement la

couverture RF, afin que

les porteuses ne soient

plus reçues ou que la

réception des porteuses

soit améliorée:

Ajuster les niveaux

de puissance

Modifier l'orientation

de l'antenne ou le tilt.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

56

IDE SIDDO NAJI

5. Processus d’optimisation

5.1.Cycle de vie du réseau

Figure 21 : Phases d’optimisation dans le cycle de vie du réseau

Ci-dessous, nous avons les différentes étapes du cycle de vie d'un réseau et la place

de l'optimisation :

1- Créer un design pour le réseau UMTS.

2- Optimiser le design du réseau.

3- Les sites sont planifiés et conçus en fonction du design réseau. Cela se traduit par

la superposition du design dans l’environnement réel.

4- Au cours du déploiement les sites sont construits.

5- Quand un site est terminé, des drives tests sont généralement lancés, afin de tester

le fonctionnement de base.

6- Lorsque tous les sites sont déployés et testés, les tests finaux (drives tests) sont

effectués pour vérifier si le réseau est conforme aux exigences du client. Si le

client accepte le réseau, le réseau entre en production.

7- Dans le réseau en production, le processus d'optimisation continu commence.

Design du réseau

Optimisation Planification

Implementation

Critères d'acceptation

respectés

En service Optimisation

N

Y

Design réseau ET déploiement

Réseau en cours d’exploitation

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

57

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5.1.2. Processus d’optimisation

Le processus d'optimisation comprend les étapes suivantes:

1- Collecte des informations.

Les principales sources sont:

Les drives tests ;

Les plaintes des clients ;

Les mesures de performance et les KPIs.

2- Analyser les informations afin de déterminer si le réseau est conforme aux exigences.

3- Déterminer si un problème est un problème d'optimisation.

4- Si nécessaire, recueillir des informations supplémentaires.

5- Identifier la cause du problème. Par exemple: capacité, couverture RF, respiration

cellulaire.

6- Déterminer des solutions au problème. Généralement, il existe plusieurs solutions

pour résoudre un problème. Choisissez la meilleure solution, par exemple en se basant

sur:

Les coûts de la mise en œuvre ;

La facilité d'implémentation ;

Les chances de réussite.

7- Mettre en œuvre la solution choisie. Mettre en œuvre une seule solution à la fois. La

mise en œuvre peut aller de la simple modification d'un paramètre OMC à la

modification de l'ensemble du processus de conception, de planification, d'ingénierie,

d'optimisation et de la mise en service de nouvelles cellules et sites.

8- Recueillir et analyser les informations. Se focaliser sur le problème et la solution qui a

été mise en œuvre.

9-

Lorsque Puis

Le problème est résolu Retour à l’étape 1

Le problème n’est pas résolu Restauration des paramètres initiaux (avant mise

en œuvre de la solution choisie), Retour à l’étape 6

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

58

IDE SIDDO NAJI

Le processus d’optimisation à un "début" mais pas de "Fin. Après qu’un problème

d'optimisation a été résolu, le cycle d'optimisation continue.

Figure 22 : Processus d’optimisation

Collecte des données

Analyse des données

Problème d’optimisation ?

Identification de la source du

problème

Solution

Implémentation de la solution

Collecte des données et analyse

Début

Données suffisants ?

Problème résolu ?

Y

N

N

Y

N

Y

Y N

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

59

IDE SIDDO NAJI

5.1.3. Channel Element (CE) et Scrambling code (SC)

Les CEs et les SCs sont 2 éléments ayant une grande importance dans le

fonctionnement correcte du réseau UMTS. Leurs planifications doivent être étudiées et

effectuées avec soins sinon de nombreux problèmes touchant la performance du réseau,

donc la QoS, peuvent subvenir. Aussi nous avons jugé nécessaire de les mentionner dans

notre travail. Cependant pour une description détaillée de leurs planifications

reportez-vous aux annexes.

5.1.3.1.Channel Element

Un CE décrit la capacité en ressource logicielle autorisée nécessaire pour un canal

dédié DCH ou E-DCH). Les CEs sont classifiés en CE UL et CE DL. Chaque fois qu’un

canal dédié est alloué des CEs seront consommés en UL et DL. Cette consommation peut

être décrite comme un coût qui peut être exprimé avec des facteurs de poids spécifiques

aux différentes porteuses radio. Ces facteurs de poids sont appelés Channel Element

Factors. S’il y a un nombre insuffisant de CE disponible, des blocages peuvent subvenir.

La capacité CE dépend des ressources matérielles installées dans la RBS ainsi que des

restrictions liées aux licences software. Il est donc important de bien faire le

dimensionnement CE.

Il est important de noter que le calcul des CEs varie d’un fournisseur à un autre.

Pour plus de détails, reportez-vous à l’Annexe 2 : Méthode de dimensionnement des

CEs.

5.1.3.2.Scrambling Codes

Les Scramblings Code (SC) ou Codes de brouillage représentent la méthode interne

utilisée pour identifier et distinguer les secteurs dans le réseau WCDMA. Chaque secteur

est caractérisé par un groupe de SC, qui lui est affecté (un groupe de codes de brouillage

est composé d'un code de brouillage primaire et 15 codes de brouillage secondaires). Le

nombre de cellule du réseau est habituellement beaucoup plus important que le nombre de

groupe de code, l'utilisation simultanée d'un même groupe de codes pour différents

secteurs pouvant provoquer une confusion de code de brouillage, la planification des

groupes de code doit être soigneusement effectuée. Deux méthodes de planification sont

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

60

IDE SIDDO NAJI

développées. L'une est basée sur la réutilisation des groupes de codes, et l'autre est basée

sur l'optimisation de la coloration de graphe. La méthode basée sur la coloration de graphe

a un rendement plus efficace que la méthode de planification basée sur la réutilisation de

cluster.

Nous ne détaillerons pas les différentes méthodes ici, pour avoir plus de détails à ce

sujet, reporter vous à l’Annexe 1 : Planification des scramblings Code.

6. Sélection de paramètres clés de performance UMTS

Afin de suivre et surveiller l’évolution du réseau, certains paramètres de

performance et KPIs, sont utilisés. L’analyse et la surveillance de ces paramètres

permettent de détecter des problèmes relatifs à la couverture RF, au débit, à la mobilité, à

l’accessibilité, tous ces aspects impactant sur la QoS perçue par l’utilisateur. Nous avons

sélectionné certains de ces paramètres que nous présentons dans la suite du document.

6.1. Block Error Rate (BLER)

Le taux d'erreur de bloc (BLER) est une analyse des erreurs de transmission sur

l'interface radio (mesuré en UL et DL séparément). Il est basé sur l'analyse des résultats du

contrôle de redondance cycliques (CRC) pour le contrôle de la liaison radio (RLC) des

blocs de transport et est calculé en définissant la relation entre le nombre de blocs de

transport RLC avec une indication d'erreur CRC et le nombre total de blocs de transport

transmissible tel qu'exprimé dans l'équation suivante:

𝐵𝐿𝐸𝑅 = 𝑅𝐿𝐶 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘𝑠 𝑤𝑖𝑡𝑕 𝐶𝑅𝐶𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟

𝑅𝐿𝐶 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘𝑠 × 100%

Le S-RNC utilise le BLER pour ses décisions de handover transfert, et le contrôle de

puissance en boucle externe.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

61

IDE SIDDO NAJI

6.2. Transmitted Carrier Power

C'est le rapport entre la puissance de transmission actuelle servant à transmettre le

trafic DL d'une seule cellule et de la puissance d'émission maximale configurée pour cette

cellule.

6.3. Received Total Wideband Power (RTWP)

Il s'agit de la puissance totale en UL au niveau de l'antenne de la cellule, peu importe

si ces signaux proviennent des UEs ou de sources externes au réseau. La RTWP

représente la charge en UL de la cellule. Pour chaque demande d'établissement de

connexion, le contrôle d'admission calcule la charge supplémentaire qui sera entraînée.

Tant qu'il n'y a pas de risque de dépassement des seuils PRx Target et PRx Overload les

connexions demandées seront accordées. Si PRx Target est atteint ou dépassé les nouveaux

UEs ne seront pas autorisés à se connecter dans cette cellule.

Figure 23 : Rapport entre la RTWP et la charge UL de la cellule

Un RTWP élevé indique une surcharge au niveau de la cellule. Le control de charge

et l’ordonnanceur de packet dans le S-RNC réagissent aux indications du RTWP.

6.4. Signal-to-Interference Ratio (SIR)

Le SIR est la mesure de la qualité UL d'un appel. C’est le quotient entre la puissance

reçue de la porteuse du signal et les interférences dues aux autres signaux utilisant la

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

62

IDE SIDDO NAJI

même porteuse. En UMTS c'est le ratio entre le RSCP (mesuré sur le signal DPCCH UL

d'un UE) et l’ISCP (Interference Signal Code Power) multiplié par le facteur d'étalement

du canal DPCCH, qui a une valeur constante de 256.

𝑆𝐼𝑅 [𝑑𝐵] =𝑅𝑆𝐶𝑃 𝑑𝑢 𝐷𝑃𝐶𝐶𝐻

𝐼𝑆𝐶𝑃× 246

L’ISCP est la partie du RTWP (Received Total Widebande Power) qui est causée

par les émissions UL des autres UEs utilisant la même cellule.

6.5. Signal-to-Interference Ratio Error (SIR Error)

Il s'agit de la différence entre la SIR mesurée et la SIR moyenne ciblée pour une

période d'échantillonnage donnée. Il est donné par la formule suivante :

𝑆𝐼𝑅𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑆𝐼𝑅 − 𝑆𝐼𝑅𝑡𝑎𝑟𝑔𝑒𝑡 𝑎𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒

6.6. Receive Signal Code Power (RSCP)

Le RSCP est l’énergie RF colletée après le processus de correspondance /

désembrouillage, en dBm. Un récepteur de correspondance doit être utilisé afin de

mesurer le RSCP pour un code de puissance défini, dans le domaine de code. Seul ce code

de puissance à un intérêt dans le processus suivit par le récepteur afin de juger de la qualité

de la réception.

Un faible RSCP, qui indique un problème de couverture, peut entrainer des pertes

d’appel. Quand l’UE entre dans une zone avec un faible RSCP (< -105dBm), il y a un haut

risque de perte d’appel. L’UE augmente sa puissance d’émission jusqu'à atteindre son

maximum. Le DL BLER augmente et la SIR cible ne peut plus être maintenu, finalement

l’appel est perdu.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

63

IDE SIDDO NAJI

6.7. Ec / Io

C'est le rapport entre l'énergie reçue par chip et le niveau d'interférence, le plus

souvent donnée en dB. Dans le cas où aucune interférence véritable n’est présente le

niveau d'interférence est égal au niveau de bruit. A cause du gain du système, le niveau

d’interférence peut être plus élevé que le niveau de signal souhaité. Cependant, en bordure

de couverture, la valeur du Ec /Io est généralement négative.

6.8. Received Signal Strength Indicator (RSSI)

Le RSSI est une valeur qui prend en compte à la fois le RSCP et l’Ec/Io. Il est

souvent donné en dBm et peut être calculé comme suit :

𝑅𝑆𝑆𝐼 𝑑𝐵𝑚 = 𝑅𝑆𝐶𝑃 𝑑𝐵𝑚 − 𝐸𝐶 𝐼0 [𝑑𝐵]

6.9. Ratio d'utilisation du canal de Transport

Le ratio d'utilisation de canal de transport est une formule simple qui décrit la

relation entre les débits de données maximaux possibles fournis par les canaux de

transport et le débit moyen mesuré lorsqu'un canal a été actif. Ce temps est appelé la

période d'observation, dans la formule de rapport d'utilisation de canal de transport

montrée ci-dessous:

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑜𝑛𝑛𝑒é𝑠 𝑑𝑒𝑠 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 𝑅𝐿𝐶 (𝑘𝑏𝑖𝑡)

𝑑é𝑏𝑖𝑡 𝑡𝑕é𝑜𝑟𝑖𝑎𝑢𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑢𝑚 𝑑𝑢 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡 𝑘𝑏𝑖𝑡 𝑠 × 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑 𝑠 𝑑′𝑜𝑏𝑠𝑒𝑟𝑣𝑞𝑡𝑖𝑜𝑛× 100%

6.10. Transmitted Code Power

Il s’agit de la puissance de transmission utilisée sur un canal DL DPCH pour un UE.

Elle peut être utilisée pour déclencher l’initialisation des mesures UE sur les cellules

voisines inter-fréquence ou inter-RAT. La mesure est effectuée sur les bits de pilotes

DPCH en DL. Lors de la mise en place d’une liaison radio, le RNC indique 3 offsets de

puissance PO1, PO2, PO3 au Node B. L’offset PO3 est utilisée pour la mesure de

puissance. Il indique la différence de puissance de transmission entre la partie données

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

64

IDE SIDDO NAJI

relative à la puissance du champ de bit pilote DPCH. PO3 peut être réglé dans la plage

comprise entre 0dB et 6dB avec un pas de 0.25dB.

6.11. RRC Connection Setup Success Rate / Blocking Rate / No answer rate

Des supports radio de signalisation (Signalling Radio Bearers – SRB) sont établis

lorsqu'une connexion RRC entre l'UE et le SRNC est mise en place. Cet établissement de

connexion de signalisation RRC est demandée par l'UE et exécuté / contrôlé par le SRNC

comme le montre la Figure 21.

Figure 24 : RRC connection setup procedure

A partir de ce scénario, un taux de Succès de configuration RRC peut être défini comme

suit :

𝑅𝑅𝐶 𝐶𝑜𝑛𝑛𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝 𝑆𝑢𝑐𝑐𝑒𝑠𝑠 𝑅𝑎𝑡𝑒

= 𝑅𝑅𝐶 𝐶𝑜𝑛𝑛𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑒

𝑅𝑅𝐶 𝐶𝑜𝑛𝑛𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑠𝑡× 100%

Si la mise en place de la connexion RRC échoue, il y a trois cas différents.

La connexion RRC est bloquée / rejetée par le RNC par ce qu’il y a un manque de

ressource, dans ce cas, le taux de blocage RRC se calcul comme suit :

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

65

IDE SIDDO NAJI

𝑅𝑅𝐶 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘𝑖𝑛𝑔 𝑅𝑎𝑡𝑒 = 𝑅𝑅𝐶 𝐶𝑜𝑛𝑛𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝 𝑅𝑒𝑗𝑒𝑐𝑡

𝑅𝑅𝐶 𝐶𝑜𝑛𝑛𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑠𝑡× 100%

Aucune réponse n’est retournée à l’UE lors de ses demandes de connexion RRC.

Dans ce cas, l’UE enverra 3 demandes de connexion RRC espacées de1s. Si à la

suite des 3 tentatives aucune réponse n’est obtenue, l’UE retourne en mode Veille.

L’UE ne répond pas à la demande de connexion RRC envoyée par le RNC, pour

cause une perte de liaison radio. On calcule alors le taux d’échec RRC Connection

Setup ‘no answer’ comme suit :

𝑛𝑜 𝐴𝑛𝑠𝑤𝑒𝑟 𝑡𝑜 𝑅𝑅𝐶 𝑐𝑜𝑛𝑛𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝

𝑅𝑅𝐶 𝐶𝑜𝑛𝑛𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑝× 100%

6.12. Débit RLC (RLC Throughput)

Le débit UL et DL est mesuré à partir des données utilisateur au niveau de la couche

RLC. La valeur mesurée est comparée aux valeurs de QoS négociées et permet de prouver

si les conditions réelles sur le plan utilisateur correspondent aux paramètres provenant du

plan de contrôle ou non.

6.13. Le débit d'application (Application Throughput)

Ce KPI donne un aperçu détaillé des débits d'appels PS triés par type de protocole de

la couche d'application TCP/IP (HTTP, FTP, etc), et sur une base appel par appel. Il

permet de détecter les goulots d'étranglement sur l’interface lub et IuPS.

6.14. Taux de handover et statistiques

Les statistiques sur les handover permettent l'identification et l'analyse des

problèmes de handover dans les différents scénarios UMTS (intra-RNC, inter-RNC, etc.)

Les statistiques sont les suivantes:

a) Nombre de HO par cellule ;

b) Nombre de HO fautif (Faulty Handover) par cellule ;

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

66

IDE SIDDO NAJI

c) Nombre d'abonnés actifs par cellule.

L'analyse de ce KPI permet de :

Identifier les problèmes d’exécution de handover qui auront un impact sur la QoS

et le Drop Call Rate ;

Obtenir une vue sur les handover, type par type ;

Identifier les cellules à fort taux de handover.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

67

IDE SIDDO NAJI

TROISIEME PARTIE

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

68

IDE SIDDO NAJI

CHAPITRE 1 : OUTILS ET PARAMETRES DE SIMULATION

Après la mise en place du réseau, il y a toujours des écarts entre les données du

design initial et celles réellement en place dans le réseau en cours d’exploitation (tilt,

azimut, etc.). Ces écarts ont des effets sur les paramètres de performances relatifs à la

couverture, la qualité du signal et les zones de handover.

Aussi pour cette dernière partie de notre rapport, nous avons choisi de travailler sur

un cas d’optimisation de la couverture UMTS.

Une simulation sera faite en se basant sur plusieurs sites UMTS situés dans

différentes localités de la capitale sénégalaise (7 sites au total).

Nous utiliserons dans un premier temps Google Earth pour localiser les sites sur la

carte et en récupérer les coordonnées géographiques (latitude et longitude). Ensuite, nous

exporterons ces données dans l’outil de simulation et d’optimisation radio Atoll Forsk, qui

nous permettra de voir les améliorations qui seront apportées en termes de couverture de

réseau.

1- Google Earth

Google Earth est un programme de globe virtuel, permettant de visualiser des

images satellites de la surface de la Terre. En tant que programme géo spatial installé sur

l’ordinateur, Google Earth permet d’accéder à des images détaillées constamment

téléchargées, au fur et à mesure que différentes zones sont visualisées et zoomées. Il est

possible d’utiliser Google Earth sans connexion internet, mais cette fonctionnalité est

limitée à une basse résolution d’image. Il y a actuellement plusieurs versions de Google

Earth, allant de la version libre à celle professionnelle. Nous utilisons la version libre pour

notre travail.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

69

IDE SIDDO NAJI

Figure 25 : Ecran d’accueil de Google Earth

2. Atoll Forsk

Atoll Forsk est un logiciel de dimensionnement et de planification de réseaux cellulaires

qui peut être utilisé pour faire des simulations lors de toutes les étapes du cycle de vie des

réseaux, du design à l'expansion et l'optimisation.

Figure 26 : Ecran d’accueil d’Atoll Forsk

Huit types différents de projets sont disponibles : CDMA2000, GSM GPRS EGPRS,

LTE, Microwave Radio Links, TD-SCDMA, UMTS HSPA, WIMAX 802.16d, WIMAX

802. 16e.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

70

IDE SIDDO NAJI

Figure 27 : Types de projets disponibles dans Atoll

Différents éléments sont disponibles pour le déploiement d'un réseau. Les stations ou

sites sont dans Atoll des équipements sur lesquels sont placés un ou plusieurs émetteurs

équipés d'antennes aux caractéristiques particulières. Il est possible en affichant les propriétés

d'une station de créer rapidement une station multisectorielle, donc la création d'autres

émetteurs sur le site.

Atoll dispose d’un menu ‘Explorer’ composé de plusieurs onglets, permettant de :

définir et visualiser les paramètres des antennes et des sites (Data) ;

définir les données géographiques et démographiques de la zone à étudier (Geo) ;

définir les différents modèles de propagation (Model).

Figure 28 : Menu ‘Explorer’ d’Atoll et les ses différents onglets

2.1.Automatic Cell Planning (ACP)

Atoll comprend un module automatique de planification cellulaire

multi-technologique (ACP), implémentés comme un ensemble de fonction intégrée

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

71

IDE SIDDO NAJI

disponible à partir de l'interface utilisateur de la version standard d'Atoll. ACP est

disponible pour les réseaux GSM, UMTS, LTE, CDMA2000, WiMAX et Wi-Fi. Il prend

en charge l'optimisation des réseaux GSM / UMTS / LTE et CDMA2000/LTE.

Les paramètres d'optimisation sur lesquels ACP agit sont :

Le type d'antenne ;

La hauteur d'antenne ;

l'azimut et le tilt ;

la puissance de transmission ;

les candidats pour la sélection de site ;

Le placement automatique des sites pour les réseaux vierges ;

l'optimisation à l'intérieur des immeuble muti-étages.

Les objectifs d'optimisation sont :

la couverture ;

l'interférence ;

la capacité ;

la QoS ;

l'exposition EMF (Electromagnetique Field).

Les résultats d'optimisation :

Modifications des implémentations selon leurs indices d'amélioration potentielle

du réseau ;

Série complète d’emplacements de prévision pour le changement et l'analyse

d'amélioration ;

Stockage de plusieurs plans d'optimisation pour l'analyse simultanée.

3. Données en entrées pour la simulation

Comme indiqué plus haut, 7 sites sont mis en places dans différentes localités de

Dakar, à savoir : Fann Résidence, Mermoz, Les Almadies, Yoff, UCAD, Sandaga et

Gueule Tapée.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

72

IDE SIDDO NAJI

En utilisant Google Earth, nous avons sélectionné et placé les sites en des endroits

stratégiques afin de couvrir les différentes routes, voix de circulation, habitation et lieux

de rassemblement.

Figure 29 : Sélection et positionnement des Sites dans Google Earth

Dans le tableau ci-dessous les coordonnées des sites sélectionnés sont indiquées, en

décimal :

Tableau 13 : Coordonnées des sites UMTS

Sites Latitude Longitude

Fan Résidence 14,689956° -17,471667°

Mermoz 14,703340° -17,473663°

Almadies 14,744863° -17,512561°

Yoff 14,762359° -17,480020°

UCAD 14,685940° -17,465165°

Sandaga 14,670823° -17,437868°

Gueule Tapée 14,679842° -17,456785°

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

73

IDE SIDDO NAJI

CHAPITRE 2 : OPTIMISATION AVEC ATOLL FORSK

1- Résultats des simulations avant optimisation avec ACP

A partir des coordonnées générées par Google Earth les différents sites sont

positionnés sur une carte du Sénégal (format MIF) et la zone à couvrir est définie (environ

59,22km2), voir la figure ci-dessous.

Figure 30 : Positionnement des sites UMTS et définition de la zone à couvrir

Pour chaque site, les valeurs par défaut indiquées par Atoll sont laissées, seuls les

réglages suivants sont faits :

Antenne : 65deg 18dBi 4Tilt ;

Hauteur des antennes : 20m ;

Diversité : OpenLoop ;

Equipement BTS : Node B ;

Model de propagation principal : CostHata ;

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

74

IDE SIDDO NAJI

Site Transmitter ActiveDX

(m)

DY

(m)

Frequency

BandAntenna

Height

(m)

Azimuth

(°)

Mechani

cal

Downtilt

(°)

Additional

Electrical

Downtilt

(°)

Transmis

sion

Diversity

Type

Number

of

Transmiss

ion

Antenna

Number of

Reception

Antenna

Ports

Receiver

antenna

diversity

gain (dB)

Transmission

Loss (dB)

SiteGueuleTapee SiteGueuleTapee_1 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 0 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteGueuleTapee SiteGueuleTapee_2 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 120 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteGueuleTapee SiteGueuleTapee_3 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 240 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteAlmadies Si teAlmadies_1 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 0 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteAlmadies Si teAlmadies_2 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 120 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteAlmadies Si teAlmadies_3 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 240 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteFann SiteFann_1 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 0 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteFann SiteFann_2 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 120 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteFann SiteFann_3 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 240 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteSandaga SiteSandaga_1 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 0 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteSandaga SiteSandaga_2 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 120 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteSandaga SiteSandaga_3 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 240 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteUCAD SiteUCAD_1 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 0 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteUCAD SiteUCAD_2 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 120 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteUCAD SiteUCAD_3 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 240 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteYoff Si teYoff_1 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 0 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteYoff Si teYoff_2 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 120 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SiteYoff Si teYoff_3 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 240 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SitMermoz SitMermoz_1 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 0 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SitMermoz SitMermoz_2 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 120 0 0 Open Loop 1 1 0 0

SitMermoz SitMermoz_3 True 0 0 Band1 65deg 18dBi 4Ti l t 20 240 0 0 Open Loop 1 1 0 0

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

75

IDE SIDDO NAJI

SiteReception Loss

(dB)

Noise Figure

(dB)BTS Equipment

TMA

Equipment

Feeder

Equipment

Transmission

Feeder Length

(m)

Reception

Feeder Length

(m)

Miscellaneous

Transmission

Losses (dB)

Miscellaneous

Reception

Losses (dB)

Main

Propagation

Model

Main

Calculation

Radius (m)

Main

Resolution (m)

SiteGueuleTapee 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteGueuleTapee 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteGueuleTapee 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteAlmadies 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteAlmadies 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteAlmadies 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteFann 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteFann 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteFann 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteSandaga 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteSandaga 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteSandaga 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteUCAD 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteUCAD 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteUCAD 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteYoff 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteYoff 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SiteYoff 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SitMermoz 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SitMermoz 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

SitMermoz 0 5 Node B 0 0 0 0 Cost-Hata 4 000 50

Tableau 14 : Paramètres des différents sites UMTS avant optimisation

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

76

IDE SIDDO NAJI

Ensuite, nous générons une première série de simulation qui porterons sur :

La couverture en fonction du niveau du signal (Coverage by signal level) ;

L’analyse de l’Ec/Io sur le canal Pilote CPICH (Pilote reception analysis Ec/Io) ;

Les zones de chevauchement (overlapping zone).

Les simulations donnent les résultats suivants :

Figure 31 : Coverage by signal level

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

77

IDE SIDDO NAJI

Figure 32 : Pilot Reception analysis

Figure 33 : Overlapping zone

2. Optimisation avec le module ACP d’Atoll Forsk

Nous avons déjà décrit le module de planification et d’optimisation cellulaire

automatique inclus dans Atoll Forsk. Nous utiliserons ce module afin d’optimiser la

couverture des sept sites UMTS placés.

Figure 34 : Lancement d’ACP pour l’optimisation

Une fois le module ACP lancé, une série de calcul sont fait en se basant sur les

paramètres actuels des sites et des antennes. Des recommandations pour des modifications

sont faits sur l’azimut, le tilt et le type d’antenne de chaque site, afin d’améliorer la

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

78

IDE SIDDO NAJI

couverture du réseau via les paramètres suivants : couverture RSCP, Ec/Io, Qualité du

réseau.

Pour chaque paramètres, un taux cibles à atteindre est indiqué par défaut, le but

d’ACP est de faire des recommandations qui permettront de s’approcher le plus possible

des taux cibles définis. Les valeurs par défaut sont :

RSCP coverage = 90% ;

Ec/Io coverage = 100%.

Il est possible de modifier ces taux cibles à atteindre, mais dans notre cas, nous

utiliserons les valeurs par défaut.

Une première optimisation avec ACP génère, sous forme de tableau Excel, les

modifications à apporter aux différents sites. Après applications des modifications sur les

sites, une autre optimisation avec ACP est effectuée, puis une autre, jusqu’à ce qu’ACP ne

propose plus aucune modification dans la configuration des sites.

Ci-dessous sous forme de tableau les objectifs initiaux (avant optimisation) et ceux

atteints après la première optimisation.

Date 2013-10-07 08:47:49 Duration 33,43

Result

Layer: UMTS 2110 / 2

Objective Initial Final Improvement Computation zone RSCP 11,83 13,23 1,41 FAILED

Computation zone EcIo 72,33 86,70 14,37 Interference Minimization

12,73

Change Statistics Reconfiguration

Antenna Change 18 Electrical Tilt Change 0 Azimuth Change 18 Mechanical Tilt Change 1 Height Change 0 Power Change 0

Tableau 15 : Objectifs initiaux / finaux de la première optimisation

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

79

IDE SIDDO NAJI

En tout nous avons dû faire six optimisation avec ACP afin d’arriver au résultat

suivant:

Date 2013-10-07 09:54:27 Duration 30,29

Result

Layer: UMTS 2110 / 2

Objective Initial Final Improvement Computation zone RSCP 13,40 13,40 0,00 FAILED

Computation zone EcIo 92,02 92,02 0,00

Change Statistics Reconfiguration

Antenna Change 0 Electrical Tilt Change 0 Azimuth Change 0 Mechanical Tilt Change 0 Height Change 0 Power Change 0

Tableau 16 : Objectifs initiaux / finaux de la sixième optimisation

On remarque qu’aucune amélioration (Improvement) n’est effectuée après la

sixième optimisation. ACP ne propose donc plus de modifications sur les secteurs et sites.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

80

IDE SIDDO NAJI

UMTS Sectors results

Cell/Tx Name Use Quality RSCP (%)

Quality ECIO (%) Antenna Pattern Azimuth

Mechanical Tilt

Ant. Azi. Tilt Initial Final Initial Final Initial Final Initial Final Initial Final

SitMermoz_1(0) 1 1 1 2,94 3,87 50,89 70,98 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 0,00 350,00 0,00 0,00

SitMermoz_2(0) 1 1 1 11,60 7,37 72,86 78,68 65deg 18dBi 4Tilt 65deg 18dBi 2Tilt 120,00 100,00 0,00 0,00

SitMermoz_3(0) 1 1 1 20,63 32,42 88,40 99,80 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 240,00 220,00 0,00 0,00

SiteAlmadies_1(0) 1 1 1 14,82 12,62 99,00 99,85 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 0,00 15,00 0,00 0,00

SiteAlmadies_2(0) 1 1 1 3,37 4,37 56,85 77,76 65deg 18dBi 4Tilt 65deg 18dBi 2Tilt 120,00 140,00 0,00 0,00

SiteAlmadies_3(0) 1 1 1 15,34 18,71 93,05 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 240,00 255,00 0,00 0,00

SiteFann_1(0) 1 1 1 47,26 51,09 100,00 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 65deg 18dBi 4Tilt 0,00 355,00 0,00 0,00

SiteFann_2(0) 1 1 1 96,04 96,59 100,00 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 65deg 18dBi 4Tilt 120,00 120,00 0,00 2,00

SiteFann_3(0) 1 1 1 68,16 68,58 100,00 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 240,00 220,00 0,00 0,00

SiteGueuleTapee_1(0) 1 1 1 9,40 11,32 63,17 96,99 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 0,00 20,00 0,00 0,00

SiteGueuleTapee_2(0) 1 1 1 23,86 30,91 98,98 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 120,00 120,00 0,00 0,00

SiteGueuleTapee_3(0) 1 1 1 44,55 51,73 100,00 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 240,00 225,00 0,00 0,00

SiteSandaga_1(0) 1 1 1 13,78 20,27 88,35 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 0,00 5,00 0,00 0,00

SiteSandaga_2(0) 1 1 1 25,98 43,49 91,78 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 65deg 18dBi 2Tilt 120,00 110,00 0,00 0,00

SiteSandaga_3(0) 1 1 1 13,95 14,26 79,17 99,92 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 240,00 225,00 0,00 0,00

SiteUCAD_1(0) 1 1 1 16,07 31,54 57,58 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 65deg 18dBi 4Tilt 0,00 0,00 0,00 0,00

SiteUCAD_2(0) 1 1 1 73,02 78,53 100,00 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 65deg 18dBi 2Tilt 120,00 130,00 0,00 0,00

SiteUCAD_3(0) 1 1 1 39,50 47,52 100,00 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 65deg 18dBi 2Tilt 240,00 225,00 0,00 0,00

SiteYoff_1(0) 1 1 1 31,45 25,68 100,00 99,59 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 0,00 15,00 0,00 0,00

SiteYoff_2(0) 1 1 1 6,00 4,93 69,04 80,38 65deg 18dBi 4Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 120,00 140,00 0,00 0,00

SiteYoff_3(0) 1 1 1 6,69 6,15 91,39 88,03 65deg 18dBi 4Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 240,00 220,00 0,00 0,00

Tableau 17 : Recommandations issues de la première optimisation avec ACP

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

81

IDE SIDDO NAJI

UMTS Sectors results

Cell/Tx Name Use Quality RSCP (%)

Quality ECIO (%) Antenna Pattern Azimuth

Mechanical Tilt

Ant. Azi. Tilt Initial Final Initial Final Initial Final Initial Final Initial Final

SitMermoz_1(0) 1 1 1 4,52 4,83 78,54 82,69 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 350,00 350,00 0,00 0,00

SitMermoz_2(0) 1 1 1 8,64 9,47 98,33 97,82 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 90,00 95,00 0,00 0,00

SitMermoz_3(0) 1 1 1 36,07 36,53 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 200,00 200,00 0,00 0,00

SiteAlmadies_1(0) 1 1 1 9,93 7,51 99,05 97,44 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 35,00 50,00 0,00 0,00

SiteAlmadies_2(0) 1 1 1 4,43 4,62 89,28 91,09 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 150,00 150,00 0,00 0,00

SiteAlmadies_3(0) 1 1 1 18,73 18,71 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 255,00 255,00 0,00 0,00

SiteFann_1(0) 1 1 1 72,26 72,44 100,00 100,00 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 355,00 355,00 0,00 0,00

SiteFann_2(0) 1 1 1 68,07 60,31 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 100,00 90,00 1,00 1,00

SiteFann_3(0) 1 1 1 68,47 66,53 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 255,00 235,00 0,00 0,00

SiteGueuleTapee_1(0) 1 1 1 12,49 13,69 97,94 98,25 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 25,00 35,00 0,00 0,00

SiteGueuleTapee_2(0) 1 1 1 32,84 39,51 100,00 100,00 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 125,00 135,00 1,00 0,00

SiteGueuleTapee_3(0) 1 1 1 46,81 54,01 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 255,00 235,00 0,00 0,00

SiteSandaga_1(0) 1 1 1 20,30 19,69 99,87 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 5,00 345,00 0,00 0,00

SiteSandaga_2(0) 1 1 1 40,52 39,54 100,00 100,00 65deg 18dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 110,00 110,00 0,00 0,00

SiteSandaga_3(0) 1 1 1 14,36 14,11 96,62 99,73 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 235,00 220,00 0,00 0,00

SiteUCAD_1(0) 1 1 1 10,63 9,73 82,62 85,12 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 20,00 25,00 0,00 0,00

SiteUCAD_2(0) 1 1 1 67,36 66,11 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 120,00 120,00 0,00 0,00

SiteUCAD_3(0) 1 1 1 43,90 46,67 100,00 100,00 65deg 18dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 235,00 225,00 0,00 0,00

SiteYoff_1(0) 1 1 1 21,75 21,12 98,63 97,81 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 30,00 25,00 0,00 0,00

SiteYoff_2(0) 1 1 1 4,24 4,26 81,87 82,45 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 150,00 150,00 0,00 0,00

SiteYoff_3(0) 1 1 1 5,50 4,70 83,59 88,20 65deg 18dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 215,00 195,00 0,00 0,00

Tableau 18 : Recommandations issues de la troisième optimisation avec ACP

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

82

IDE SIDDO NAJI

UMTS Sectors results

Cell/Tx Name Use Quality RSCP (%)

Quality ECIO (%) Antenna Pattern Azimuth

Mechanical Tilt

Ant. Azi. Tilt Initial Final Initial Final Initial Final Initial Final Initial Final

SitMermoz_1(0) 1 1 1 4,72 4,72 81,92 81,92 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 350,00 350,00 0,00 0,00

SitMermoz_2(0) 1 1 1 9,50 9,50 97,73 97,73 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 95,00 95,00 0,00 0,00

SitMermoz_3(0) 1 1 1 35,87 35,87 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 200,00 200,00 0,00 0,00

SiteAlmadies_1(0) 1 1 1 7,94 7,94 98,28 98,28 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 45,00 45,00 0,00 0,00

SiteAlmadies_2(0) 1 1 1 4,64 4,64 91,74 91,74 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 150,00 150,00 0,00 0,00

SiteAlmadies_3(0) 1 1 1 18,79 18,79 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 255,00 255,00 0,00 0,00

SiteFann_1(0) 1 1 1 69,75 69,75 100,00 100,00 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 355,00 355,00 0,00 0,00

SiteFann_2(0) 1 1 1 58,47 58,47 100,00 100,00 65deg 18dBi 4Tilt 65deg 18dBi 4Tilt 80,00 80,00 0,00 0,00

SiteFann_3(0) 1 1 1 67,82 67,82 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 225,00 225,00 0,00 0,00

SiteGueuleTapee_1(0) 1 1 1 13,75 13,75 98,25 98,25 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 35,00 35,00 0,00 0,00

SiteGueuleTapee_2(0) 1 1 1 39,30 39,30 100,00 100,00 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 135,00 135,00 0,00 0,00

SiteGueuleTapee_3(0) 1 1 1 53,80 53,80 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 235,00 235,00 0,00 0,00

SiteSandaga_1(0) 1 1 1 19,91 19,91 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 345,00 345,00 0,00 0,00

SiteSandaga_2(0) 1 1 1 43,69 43,69 100,00 100,00 65deg 18dBi 2Tilt 65deg 18dBi 2Tilt 110,00 110,00 0,00 0,00

SiteSandaga_3(0) 1 1 1 13,98 13,98 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 220,00 220,00 0,00 0,00

SiteUCAD_1(0) 1 1 1 9,92 9,92 85,25 85,25 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 25,00 25,00 0,00 0,00

SiteUCAD_2(0) 1 1 1 65,43 65,43 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 120,00 120,00 0,00 0,00

SiteUCAD_3(0) 1 1 1 50,15 50,15 100,00 100,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 230,00 230,00 0,00 0,00

SiteYoff_1(0) 1 1 1 20,91 20,91 99,00 99,00 90deg 17dBi 2Tilt 90deg 17dBi 2Tilt 40,00 40,00 0,00 0,00

SiteYoff_2(0) 1 1 1 4,38 4,38 82,65 82,65 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 150,00 150,00 0,00 0,00

SiteYoff_3(0) 1 1 1 4,59 4,59 88,37 88,37 33deg 21dBi 2Tilt 33deg 21dBi 2Tilt 200,00 200,00 0,00 0,00

Tableau 19 : Recommandations issues de la sixième optimisation avec ACP

Nous pouvons comparer ici les différentes améliorations qui ont eu lieux de la première à la sixième optimisation lancées avec ACP.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

83

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2.1.La couverture en fonction du niveau du signal (coverage by signal level)

Figure 35 : Couverture en fonction du niveau du signal avant et après

optimisation

On remarque une nette amélioration de la couverture en fonction du niveau du

signal. Les zones en bleue étant celles où il n’y a aucune couverture, celles en rouge celles

où le signal est le plus fort. Les zones non couvertes, initialement estimées à 13km2, sont

passées à approximativement 1,6km2.

Avant

Optimisation Optimisation

N°3

Optimisation

N°5

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

84

IDE SIDDO NAJI

2.2.Pilot reception analysis

Figure 36 : Pilot reception analysis avant et après optimisation

Ici nous avons la couverture en fonction du niveau de l’Ec/Io dans le réseau. Donc

en se basant sur les données du tableau portant sur l’appréciation du RSCP et de l’Ec/Io,

les zones bleues représentent celles où aucune couverture réseau n’est assurée. Les autres

zones représentent celles où il y a une couverture réseau, celles en vert ayant une faible

couverture réseau (niveau de signal faible). L’optimisation a donc permis la réduction de

la surface de la zone sans couverture de 9,2Km2 à 0,5km

2.

Optimisation

N°5

Avant

Optimisation Optimisation

N°3

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

85

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2.3. Zones de chevauchement (Overlapping zones)

Figure 37 : Overlapping zone avant et après optimisation

Le but ici est d’avoir au maximum 3 serveurs desservant les différentes zones. Dans

le meilleur des cas, 2 serveurs par zone est acceptable et indique les zones de handovers

probables.

Avant

Optimisation

Optimisation

N°3

Optimisation

N°5

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

86

IDE SIDDO NAJI

CHAPITRE 3 : OPTIMISATION AVEC LES DRIVES TESTS

Le module ACP d’Atoll Forsk permet de faire une optimisation du réseau. Des

seuils sont établis et ce dernier fait des recommandations afin d’atteindre ces seuils.

L’atteinte de ces seuils, permet de se rapprocher le plus possible de la situation optimale.

Sur le terrain, un autre type d’optimisation est effectué, il s’agit de l’optimisation

avec les drives tests. Ils permettent de mettre à jour les problèmes d’optimisation ayant

échappés à l’optimisation initiale. Ces problèmes peuvent être dus à une caractéristique du

terrain ou autres (immeuble, etc.).

Aussi dans notre exemple des drives tests ont été menés.

1. Définition des trajets de drive test

Avant le lancement des drives tests, les trajets de drive test doivent être définis.

Ci-dessous, un trajet de drive test défini sous forme de carte :

Figure 38 : Trajet de drive test

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

87

IDE SIDDO NAJI

2. Chaine de mesure de drive test

Figure 39 : Equipements de drive tests pour les appels Voix, CS64 et PS

3. Mesures de base effectuées lors des drives tests

3.1.Mesures effectuées sur le canal pilote P-CPICH (Primary Common Pilot Channel)

Les mesures de bases effectuées par le scanner sur le canal pilote P-CPICH sont :

CPICH_RSCP (Receive Signal Code Power);

CPICH_Ec/No (L’énergie reçue par chip divise par la densité de puissance dans la

bande) ;

RSSI (Receive Signal Strength Indicator);

Ces données mesurées par le scanner permettent de vérifier :

Les problèmes de couverture ;

Les problèmes de Missing Neighbors ;

Les problèmes d’interférence (Overshooting Cell, Pilot pollution) ;

En règles générale en se basant sur les valeurs du CPICH_RSCP et CPICH_Ec/No,

il est possible d’apprécier le niveau de couverture dans une zone. Ainsi nous avons dans le

tableau ci-dessous l’appréciation faite en se basant sur les valeurs de ces éléments :

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

88

IDE SIDDO NAJI

Niveau de couverture RSCP (dBm) Ec/No (dB)

Suffisante RSCP ≥ -100 Ec/No ≥ -14

Pauvre -115 ≤ RSCP < - 100 -16 ≤ Ec/Io < -14

Pas de couverture RSCP < -115 Ec/Io < - 16

Tableau 20 : Relation niveau de couverture UMTS / Ec/Io / RSCP

Ces mesures effectuées sur la CPICH, permettent de détecter les trous de couverture et de

les corriger.

3.2.Résultats des mesures sur le canal pilot P-CPICH

Les résultats sont générés sous forme de carte, et permettent d’avoir un visuel direct des

zones à problèmes.

3.2.1. Mesure du Best Server Signal Strenght (RSCP)

Figure 40 : Mesure du Best Signal Strenght (RSCP)

En jaune les zones avec un RSCP élevé.

En bleu les zones pouvant générer des problèmes

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

89

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Et en gris les zones à problèmes.

3.2.2. Mesure de l’Ec/No

Figure 41 : Mesure de l’Ec/No

En vert les zones avec un Ec/No acceptable.

En bleue les zones pouvant générer des problèmes.

En Orange les zones à problèmes.

3.2.3. Zones de haute interférence

En corrélant dans un graphique les valeurs recueillies pour le RSCP et l’Ec/Io, avec les

valeurs de RSCP sur l’axe des ordonnées et les valeurs de l’Ec/Io sur l’axe des abscisses,

on peut déterminer les zones à très forte interférence.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

90

IDE SIDDO NAJI

Figure 42: Zones à haute interférence

Les zones à très hautes interférences sont identifiées comme le montre le graphique par :

- Un RSCP > -90 dBm

- Un Ec/No < -9 dB

Figure 43 : Zone d’interférence (RSCP > -90 dBm et Ec/No < -9 dB)

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-25 -20 -15 -10 -5 0 5

Ec/Io [dB]

RS

CP

[d

Bm

]

High interference

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91

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3.2.4. Pollution par les Pilotes (Pilot pollution)

Figure 44 : Zones de pilot pollution

Pour corriger le souci de pilot pollution identifié, des propositions de modification

sont faites sur les secteurs concernés. Ci-dessous sous forme de tableau, ces différentes

propositions :

Nom du

site

Nombre de

secteur SC du Pilot

Hauteur de

l’antenne

(m)

Tilt de

l’antenne

(degré)

Proposition

de Tilt

(degré)

A 1 173 38 2 5

A 2 76 38 2 4

D 1 485 47,3 2 8

C 2 24 39,2 3 5

B 3 79 27 2 3

Tableau 21 : Pollution par les pilotes – proposition de changement

Après application de ces changements, le problème de pilot pollution a disparu.

Comme indiqué dans la figure ci-dessous :

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

92

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Figure 45 : Correction du problème de pilot pollution

3.3.Mesures effectuées sur l’UE

Les appels longs (Long Call) et courts (Short Calls) Voix/ Vidéo / PS passés sur les UEs

raccordés à notre dispositif de drive test, nous permettent d’identifier les zones :

- De blocage d’appel ;

- De Perte d’appel ;

- De vérifier le débit/délai de transmission.

3.3.1. Analyse des Short Calls

Pour un Short Call, l’appel est lancé puis maintenu pour une durée indéterminée de 15s -

60s. Les échecs d’établissement d’appel et les coupures d’appel lors de ces tests, sont

utilisés pour analyser les échecs d’accessibilité dus aux :

- Echecs d’UE ;

- Mauvaises configurations des paramètres ;

- Problèmes de couverture ;

- Interférences ;

- Autres.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

93

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3.3.2. Analyse des Long Calls

Dans ce cas, l’appel est lancé, puis maintenu jusqu'à ce qu’il soit coupé. Les coupures

durant les Long Call peuvent être utilisées pour identifier :

- Les relations de Missing Neighbor ;

- Les problèmes de couverture ;

- Les caractéristiques du réseau ;

- Les meilleurs paramètres.

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94

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CONCLUSION GENERALE

La gestion de la QoS est un élément crucial dans la vie et le développement des

réseaux UMTS. De nombreux paramètres entrent en jeux dans son appréciation et son

évaluation. L’opérateur télécoms doit de ce fait définir un ensemble de paramètres de

performances sur lesquels il portera son attention, en fonction de la stratégie qu’il adopte

envers ses concurrents.

L’amélioration de la QoS en UMTS se fait en optimisant le réseau d’accès UMTS.

Pour ce faire de nombreux outils sont mis à la disposition de l’ingénieur télécoms. Parmi

ces outils les drives tests, les logiciels de simulation et de planification radio comme Atoll

Forsk.

Notre étude nous a permis d’avoir une meilleure compréhension de la QoS dans le

réseau UMTS, et des moyens mis en œuvre pour l’améliorer.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

95

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ANNEXES

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96

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Annexe 1 : Planification des Scramblings Code

Deux types de méthodes de planification sont développés. L'une est basée sur la

réutilisation des groupes de codes, et l'autre est basée sur l'optimisation de la coloration de

graphe. La méthode basée sur la coloration de graphe a un rendement plus efficace que la

méthode de planification basée sur la réutilisation de cluster.

1. Distance de réutilisation

Une tâche importante dans la planification des groupes de code est de déterminer la

distance minimale entre les cellules pouvant avoir un groupe de code identique. Cette

distance, désignée comme la distance de réutilisation est calculée comme suit :

Figure 1. Deux cellules distantes Lij

Supposons que la i-ème et j-ème cellule ont un groupe de code identique. Notons la

distance entre les cellules par Lij et les rayons de ces cellules par Ri et Rj (figure 1). La

distance Lij doit être suffisamment grande de sorte que la puissance du signal d'une station

de base distante soit beaucoup plus petite que celle de la station de base de la cellule. Plus

précisément, il est souhaitable que la puissance d'une station de base distante soit

inférieure à la puissance du bruit. Cette condition est remplie si l'inégalité suivante est

satisfaite:

10 log(𝑙𝑖𝑗 − max(𝑅𝑖 , 𝑅𝑗 ))𝛼 − 10 log(𝑙𝑖𝑗 − max(𝑅𝑖 , 𝑅𝑗 ))𝛼 > 𝑃𝐺𝑑𝑏 (1)

Où α est l'exposant de perte de trajet et PGdB est le gain de traitement à l'échelle dB.

L’expression à gauche de l’inégalité représente la perte de propagation minimale de la

station de base distante et l’expression à droite est la perte de trajet maximale du signal de

la station de base d'origine. L'inégalité est réécrite comme :

𝐿𝑖𝑗 > max 𝑅𝑖 , 𝑅𝑗 . 1 + 10𝑃𝐺𝑑𝐵10∝ (2)

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

97

IDE SIDDO NAJI

2. La méthode de réutilisation de cluster

Figure 2 : Exemple de planification SC basé sur la réutilisation de cluster

La méthode de réutilisation de cluster assigne les groupes de code selon un motif de

réutilisation de groupe de code prédéterminé. Par exemple, dans la figure 2, 13 cellules

sont regroupées et le motif pour le code d’affectation de groupe est répété pour tous les

groupes. La distance de réutilisation dans ce cas est obtenue en remplaçant max(Ri,Rj)

dans (2) avec Rmax qui est le rayon de la plus grande cellule, c'est-à-dire,

𝐿 > 𝑅𝑚𝑎𝑥 . 1 + 10𝑃𝐺𝑑𝐵10∝ (3)

Où L est la distance entre les cellules.

Notons le nombre de cellules dans un cluster par K. On peut montrer que :

𝐿 = 𝑅𝑚𝑖𝑛 3𝐾 (4)

Où Rmin est le rayon de la plus petite cellule.

En utilisant (4) dans (3), une condition relative à la taille de cluster K est obtenue:

𝐾 > 𝑅𝑚𝑎𝑥

2

3𝑅𝑚𝑖𝑛2 . 1 + 10

𝑃𝐺𝑑𝐵10∝ (5)

Pour obtenir un motif de réutilisation sans chevauchement, K doit être un élément

de l’ensemble F = {f(i,j)=i2+ij+j

2|i, j sont des entiers positifs}.

Par conséquent, K est réglé sur le plus petit entier dans F satisfaisant l’équation (5).

La taille de cluster K est le nombre de groupe de codes requis par le réseau.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

98

IDE SIDDO NAJI

3. La méthode de coloration de Graphe

La coloration de graphe considère comme un problème, l’assignation d’une couleur

à chaque nœud dans un graphe. Supposons qu’il y a des couleurs avec les indexes

{1,2,…}. La coloration de graphe réduit le nombre de couleur à affecter sous la contrainte

que la différence entre les indices de couleur assignée aux i-ème et j-ème nœud est plus

grand qu'une constante Cij, pour tout i et j.

Comme les cellules dans un réseau peuvent être considérées comme des nœuds dans

un graphe, la coloration de graphe peut être appliquée au problème de la planification de

code de brouillage qui minimise le nombre de codes de brouillage fixe attribué à un

réseau.

Supposons qu’il y a M cellules dans le réseau. Soit X = {1,2,…,M} l'ensemble des

indices des cellules, et C = [CIJ] est une matrice M x M qui est appelé la matrice de

compatibilité. La constance Cij est zéro ou un: si la distance entre les i-ème et j-ème

cellule est inférieure à la distance de réutilisation, en (2), cij est mis à un, sinon, cij est égal

à zéro. Notons le nombre de codes de brouillage disponible par z et l'ensemble des indices

de code disponibles par S. Soit S = {1,2,…,z}. Notre objectif est de minimiser z, sous les

contraintes spécifiées par la matrice de compatibilité C. Soit IKi est une fonction

indicatrice qui est égale à un si le k-ème indice de code est attribué à la i-ème cellule, et

zéro sinon. Alors Z = max{k|Iki = 1 } et le problème d’optimisation par coloration de

graphe pour la planification de code de brouillage est énoncé comme suit :

Minimisons

𝑧 = {𝑘|𝐼𝑘𝑖 = 1 }𝑘 ∈ 𝑆𝑖 ,𝑖∈𝑋𝑖

𝑚𝑎𝑥

Sous réserve que

𝐼𝑘𝑖 = 1 𝑘 ∈𝑆

𝑝𝑜𝑢𝑟 𝑡𝑜𝑢𝑡 𝑖 ∈ 𝑋,

𝑘 − 𝑛 ≥ 𝑐𝑖𝑗 𝑝𝑜𝑢𝑟 𝑡𝑜𝑢𝑡 𝑘, 𝑛 ∈ 𝑆 𝑒𝑡

𝑖, 𝑗 ∈ 𝑋 𝑠𝑎𝑡𝑖𝑠𝑓𝑎𝑖𝑠𝑎𝑛𝑡 𝐼𝑘𝑖 = 𝐼𝑛𝑗 = 1,

𝐼𝑘𝑖 = 0 𝑜𝑢 1. (6)

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

99

IDE SIDDO NAJI

La première contrainte dans (6) indique que seul un groupe de scrambling code est

assigne à une cellule. La seconde contrainte spécifie que l’indice du code de séparation

entre la i-ème et la j-ème cellule devra être plus grand ou égal à Cij.

4. Extension à un réseau multicouche

Les deux méthodes présentées peuvent être appliquées directement à un réseau

multicouche : La planification de groupe de scrambling code pour une seule couche peut

être vue comme un problème bidimensionnel (2D), et son extension à la multicouche est

un problème tridimensionnel (3D).

Dans le cas de la stratégie de réutilisation cluster, un tel problème 3-D dégénère en

plusieurs sous-problèmes 2-D, dans lequel le nombre de sous-problèmes est égale au

nombre de couche, parce que des groupes de scrambling code disjoint devront être

assignes à différentes couches.

Pour la stratégie de coloration de graphe, une telle simplification n’est pas possible

– un groupe de code identique devra être utilisé pour différentes couches. Dans ce cas,

nous simplifions artificiellement le problème 3-D en des problèmes 2-D.

Chaque problème 2-D (valable pour les deux méthodes) est alors résolu en

appliquant les méthodes vues précédemment.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

100

IDE SIDDO NAJI

Annexe 2 : Méthode de dimensionnement des CEs

Si le nombre d’utilisateur connecté n’est pas connu, mais seul le trafic offert est

donné, une certaine adaptation du model de ressource de base devra être faite afin de

pouvoir calculer le nombre de CEs. Partant de cette hypothèse, le procédé de

dimensionnement CE se compose des deux parties principales suivantes :

identification du nombre d'utilisateurs simultanés ;

calcul du nombre de CE.

Figure 46. Méthode de dimensionnement CE

1. Identification du nombre d’utilisateur simultané

1.1. Identification du nombre moyen d'utilisateurs simultanés

D'après l'équation 1, le nombre de CE peut être calculé si le nombre d'utilisateur est

connue pour chaque service. Quand seul le trafic offert par site est donné, le temps

d'occupation moyen pour la porteuse radio individuelle doit être considéré. En spécifiant

un utilisateur moyen, il est possible de trouver le nombre d’utilisateur simultané. Les

caractéristiques spécifiques de l'application n’étant pas données, il est valable pour

simplifier le processus de dimensionnement, de supposer que tout le trafic effectué sur un

6. Détermination du nombre total d'EC requis

3.Calcul du nCE,Peak

4.Calcul du nCE,AVE

5.Calcul du nCE,BE

Calcul du nombre de CEs

Identification du nombre d'utilisateurs simultanés

2. Identification du nombre maximum d'utilisateurs simultanés

1. Identification du nombre moyen d'utilisateurs simultanés

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

101

IDE SIDDO NAJI

porteuse radio individuelle a les mêmes caractéristiques. Les calculs suivants utilisent

cette hypothèse.

Dans le cas où le trafic offert Ai est donnée en bps, l'expression suivante peut être

utilisée pour convertir le trafic offert en Erlang:

iAFi

bpsi

iKR

AA

,

,

(2)

Ai,bps est le trafic offert en bps pour le service i.

Ri est le taux de porteuse pour un service i.

KAF, i est le facteur d'activité pour le service i

Dans de nombreuses applications de données le trafic offert est asymétrique par

rapport à l'UL et au DL. Lorsqu'un utilisateur est mis en place sur une DCH, les ressources

en UL et DL seront occupées, bien que l'un des liens sera très sous-utilisé. Ainsi, dans les

calculs, le trafic offert pour le dimensionnement du matériel est défini comme suit:

),max( ,, iDLiULi AAA (3)

AUL,i est le trafic UL offert par site pour le service i

donné en Erlang.

ADL,i est le trafic DL offert par site pour le service i

donné en Erlang.

Le trafic offert doit également prendre en considération le soft handover. Le trafic

offert pour un certain service incluant le soft handover est donnée par l'expression

suivante:

)1(, iiiSHO AA

(4)

i est la fraction d’utilisateur soft handover pour le service i.

1.2. Identification du nombre maximum d'utilisateurs simultanés

Quand la seule entrée pour l'estimation des CEs est le trafic offert, l'estimation doit

prendre en considération le trafic de pointe. En supposant une limite en termes de capacité

matérielle la formule Erlang B peut être utilisée pour calculer le nombre maximal d'utilisateur

à partir du trafic offert. Le nombre maximum d'utilisateurs simultanés que peut avoir le service

i est alors:

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

102

IDE SIDDO NAJI

),( ,, iGoSiSHOi KAErlangBM

(5)

ASHO,i est le trafic offert incluant le soft

handover pour le service i.

KGoS,i est la qualité de service en % pour le

service i.

2. Calcul du nombre de CEs

.1. nCE,Peak

Lorsque le nombre de canaux requis par service est connu, le nombre de CE pour

gérer les pics de trafic en heure de pointe peut être calculé:

i

i

iPeakCE ΓMn ,

(6)

Mi est le nombre maximum d’utilisateurs

simultanés par site pour le service i.

i est le facteur CE pour la porteuse radio.

- HSDPA - Dimensionnement pour UL A-DCH

Il n'est pas nécessaire de dimensionner les éléments de canal pour HS-DSCH et DL

A-DCH. Cependant, il y a un besoin pour le dimensionnement CE pour UL A-DCH.

L'équation 6 peut être appliqué pour 64 kbps ou 384 kbps UL A-DCH, puisque ces canaux

sont traités de la même manière que DCH.

- EUL - Dimensionnement E-DCH

L'équation 6 peut également être utilisée pour l’EUL, mais avec quelques adaptations.

La raison de cette adaptation est un traitement différent des utilisateurs E-DCH de cellule

serveuse et des utilisateurs E-DCH de cellule non serveuse en soft handover. En conséquence,

l'expression suivante est utilisée pour calculer nce dans l'équation 6.

ingeulNonServEULieulServingEULEULPeakCE ΓMΓMn ,, (1)

MEUL est le nombre maximum d’utilisateur E-DCH simultané par site.

eulServing est le facteur CE pour le taux cible des utilisateurs E-DCH de la cellule serveuse.

i est la fraction d’utilisateur soft handover pour le service i.

eulNonServing est le facteur CE pour l'allocation CE fixe pour les utilisateurs E-DCH de cellules

non-serveuse en soft handover.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

103

IDE SIDDO NAJI

.2. nCE,AVE

Lorsque les porteuses conversationnelles et best effort sont mélangées, le

dimensionnement doit prendre le trafic moyen en considération. Avec le trafic conversationnel

ayant une priorité plus élevée, le trafic interactif va remplir l'espace lorsque le trafic de classe

conversationnelle n'est pas utilisé. Cela donne deux limitations possibles, une limitation à

partir du trafic conversationnel de pointe, et une limitation à partir du trafic best effort, puisque

les services de données à haut débit sont plus exigeants en termes de capacité CE. Lors de

l'estimation des CEs pour le trafic best effort à la fois le trafic conversationnel moyen et le

trafic best effort doivent être pris en compte.

L'utilisation moyenne CE pour le trafic de classe conversationnelle est calculé avec les

équations suivantes:

i

iDLiBiSHODLAVECE

i

iULiBiSHOULAVECE

ΓpAn

ΓpAn

,,,,,

,,,,,

)1(

)1(

(2)

ASHO,i est le trafic de la classe de

conversation offert en Erlang pour le

service i.

pB,i est le blocage réels pour le service i.

En cas de partitionnement complet, pB,i sera égal à la GoS désirée pour chaque service

individuel i. Si le multiplexage statistique est utilisé, la valeur réelle de blocage est calculée en

fonction.

.3. nCE,BE

L'utilisation moyenne CE pour le trafic best effort est calculé avec les équations

suivantes:

i

iDLiSHODLBECE

i

iULiSHOULBECE

ΓAn

ΓAn

,,,,

,,,,

(3)

ASHO,i est le trafic best effort offert en Erlang

pour le service i.

L’Enhanced Soft Congestion

Dans les situations de trafic chargé, s’il y a une demande d’établissement de porteuse

radio avec un taux bas, l’Enhanced Soft Congestion essayera de rabaisser l’utilisateur best

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

104

IDE SIDDO NAJI

effort à un taux plus bas. Ce qui permet de simplifier les calculs de dimensionnement, en

assumant que seul le taux de porteuse le plus bas sera utilisé pour les services best effort. La

formule suivante peut être appliquée pour exprimer nCE au lieu de l’équation 3:

DLSHODLBECE

ULSHOULBECE

ΓAn

ΓAn

,6464,,,

,6464,,,

(4)

HSDPA – Dimensionnement pour UL A-DCH

Il n’est pas nécessaire de dimensionner les CEs pour le HS-DSCH et le DL A-DCH.

Cependant il est nécessaire de dimensionner les CE pour le UL A-DCH. L’équation 9 peut être

appliquée pour 64 kbps ou 384 kbps UL A-DCH, puisque ces canaux sont traites de la même

manière que les DCHs.

EUL – Dimensionnement pour E-DCH

L’équation 3 peut aussi être utilisée pour l’EUL avec quelques adaptations. La raison de

cette adaptation est le traitement différent des utilisateurs E-DCH de cellule serveuses et ceux

de cellule non-serveuse en situation de soft handover comme décrit dans la section 4.2.

Comme résultat, la formule suivante peut être utilisée pour exprimer nCE pour EUL dans

l’équation 9.

ingeulNonServEULieulServingEULEULBECE ΓAΓAn ,, (5)

AEUL est le traffic uplink offert en Erlang pour EUL/HS.

eulServing est le facteur CE pour le taux visé pour les utilisateurs EUL ayant la cellule

comme cellule serveuse EUL.

i est la portion d’utilisateurs soft handover.

eulNonServing est le facteur CE pour l’allocation CE fixe pour les utilisateurs des cellules

non-serveuses.

Dans une situation de charge, s'il y a une demande d'établissement de support radio avec

un faible taux, l’Enhanced Soft Congestion demandera au planificateur EUL de planifier les

utilisateurs E-DCH de la cellule serveuse à des taux inférieurs à eulTargetRate. Cependant,

un utilisateur E-DCH d’une cellule serveuse qui a été admis, ne sera pas rabaissé à des taux

inférieurs à l'allocation minimum CE.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

105

IDE SIDDO NAJI

Cela permet à la formule suivante d'être utilisé pour exprimer nCE.

ingeulNonServEULionCeAllocatiEULEULBECE ΓAΓAn min,,

(6)

minCeAllocation est le facteur de l'élément de canal pour le débit supporté par la

répartition HW minimale pour un utilisateur E-DCH. Ces éléments de canaux ne seront pas

visés par l’Enhanced Soft Congestion function.

.1. Calcul du nombre total de CEs requis

Afin d'estimer le nombre total des CEs, la moyenne CE et le best effort CE sont

ajoutés. Ceci est ensuite comparé aux CEs occupées par le trafic de pointe. Ce qui suit est

donc vrai pour le nombre total de CE nécessaire:

),max(

),max(

,,,,,,,,

,,,,,,,,

DLBECEDLAVECEDLPeakCEDLTOTCE

ULBECEULAVECEULPeakCEULTOTCE

nnnn

nnnn (13)

Un certain nombre d'hypothèses et stratégies en matière de trafic de pointe aux

heures de pointe peuvent être utilisés:

Seul le trafic conversationnel admis aux heures de pointe – cette stratégie se

traduit par le faible coût en termes d'utilisation CE, mais se traduit par une dégradation de

débit aux heures de pointe pour le trafic best effort.

),max(

),max(

,,,,,,,,

,,,,,,,,

DLBECEDLAVECEDLPeakConvCEDLTOTCE

ULBECEULAVECEULPeakConvCEULTOTCE

nnnn

nnnn

(14)

Trafic conversationnel et Best effort admis en heures de pointe + impact maximum

de l'Enhanced Soft Congestion – cette stratégie est plus coûteuse en termes d'utilisation

CE mais entraîne une dégradation de débit plus faible en heures de pointe pour le trafic

best effort, puisque les CEs sont dimensionnés pour admettre les utilisateurs best effort

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

106

IDE SIDDO NAJI

aux heures de pointe sur au maximum 64/64 kbps. Il convient de noter que les nCE,AVE et

nCE,BE n'ont pas besoin d'être pris en compte, car ces chiffres sont toujours inférieurs à

nCE,Peak:

)(

)(

,64/64,,,,,

,64/64,,,,,

DLPeakCEDLPeakConvCEDLTOTCE

ULPeakCEULPeakConvCEULTOTCE

nnn

nnn

(15)

Trafic conversationnel et Best effort admis en heures de pointe + pas d'impact de

l'Enhanced Soft Congestion – cette stratégie est la plus coûteuse en termes d'utilisation CE.

Il n'abouti à aucune dégradation de débit aux heures de pointe pour le trafic Best effort,

puisque les CEs sont dimensionnés pour gérer tous les services et trafic en heure de pointe.

Ce qui suit est un exemple d'utilisation de l'équation 13 pour le dimensionnement du trafic

conversationnel et le trafic best effort aux heures de pointe sur trois supports radio

différents:

),(

)(

,384/64,,128/64,,64/64,,,,,

,384/64,,128/64,,64/64,,,,,

DLPeakCEDLPeakCEDLPeakCEDLPeakConvCEDLTOTCE

ULPeakCEULPeakCEULPeakCEULPeakConvCEULTOTCE

nnnnn

nnnnn

(16)

Cas de trafic particulier

Dans les phases de renforcement, avant qu'une quantité importante de trafic ne soit

présent dans le système, il peut être souhaitable de dimension pour juste assez les CEs

pour assurer un niveau nominal de service continu et une couverture transparente. Ce cas

nécessite toujours un minimum de CE. La règle suivante doit être utilisée:

Le nombre minimum de CE en UL et DL doit être capable de gérer les plus

exigeants CS RAB et les plus exigeants PS RAB simultanément

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

107

IDE SIDDO NAJI

À titre d'exemple, supposons que la parole 12.2 kbps, 64 conversationnel et

interactif PS384/384 RABs est utilisé, avec le facteur CE 1/1, 4/2 et 16/8 pour la parole

UL/DL, CS64 et PS64/384 respectivement. Alors le minimum requis sera 4+16 = 20 CE

en UL et 2+8 = 10 CE en DL.

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

108

IDE SIDDO NAJI

Annexe 3 : Les indicateurs de qualité en GSM

Les indicateurs de qualité varient d’un réseau à un autre. Aussi en comparaison à

l’UMTS, les indicateurs au niveau du GSM, permettant d’apprécier / évaluer la qualité du

service à l’abonné sont les suivants :

- RxLev – Received Signal Level [dBm]

Il indique la puissance à laquelle les MS reçoivent. Il consiste à mesurer sur la voie

balise BCCH, le niveau de champ RxLev reçu par le mobile.

RxLev = EiRP dbm − Path Loss(db)

La correspondance entre RxLev et l’appréciation de la couverture dépend des choix

de l’opérateur comme le montre le tableau suivant :

Niveau de couverture RxLev (dBm)

Pas de couverture -110 → -95

Mauvaise couverture -95 → -85

Assez bonne couverture -85 → -75

Bonne couverture -75 → -65

Très bonne couverture -65 → -46

Tableau 22 : Exemple de convention niveau de champ RxLev

- RxQual – Received Signal Quality

Il s’agit d’une mesure de la qualité de la parole en se basant sur l'analyse BER. Le

RxQual est une mesure logarithmique du BER (Bit Error Rate), quantifiée en 8 niveaux

comme indiqué dans le tableau ci-dessous :

RxQual Bit Error Rate (BER)

0 BER < 0,2%

1 0,2% < BER < 0,4%

2 0,4% < BER < 0,8%

3 0,8% < BER < 1,6%

4 1,6% < BER < 3,2%

5 3,2% < BER < 6,4%

6 6,4% < BER < 12,8%

7 12,8% < BER

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

109

IDE SIDDO NAJI

La correspondance entre RxQual et l’appréciation de la qualité dépend des choix de

l’opérateur, le tableau 4 donne un exemple de convention de qualité de service.

Qualité correspondante RxQual

Très bonne 0 → 2

Bonne 2 → 4

Assez bonne 4 → 6

Mauvaise 6 → 7

Tableau 23 : Exemple de convention de RxQual

- BER (Bit Error Rate)

Le BER est le nombre d'erreurs de bit divisé par le nombre total de bits transmis

pendant un intervalle de temps étudié. Le BER est une mesure de performance sans unité,

souvent exprimé en pourcentage. La formule est donnée ci-dessous :

𝐵𝐸𝑅 = 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑′𝑒𝑟𝑟𝑒𝑢𝑟

𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑏𝑖𝑡 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠

- C/I – Carrier to Interference ratio

Le rapport signal sur interférence est le rapport entre l’intensité du signal de la

cellule serveuse actuelle et l'intensité des signaux non-désirés (interférence). Les valeurs

acceptables en fonctions des différents canaux sont données dans le tableau ci-dessous :

Canaux Minimum C/I

BCCH / SDCCH 14dB

TCH sans saut de fréquence 14dB

TCH avec saut de fréquence 12dB (9dB dans certains réseaux)

Tableau 24 : seuils C/I

- TA - Timing Advance

Le TA correspond au temps nécessaire pour un signal, pour atteindre la station de

base à partir d'un téléphone mobile.

- Call Set Up Success Rate (CSSR)

Le CSSR indique la probabilité d'appels réussis initiés par les MS. Le CSSR est un

KPI important pour évaluer la performance du réseau. Si cet indicateur est trop faible, les

abonnés ne sont pas susceptibles d’établir des appels avec succès. L'expérience utilisateur

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

110

IDE SIDDO NAJI

est donc affectée. L'objectif dépend de la stratégie de l’opérateur, en général l’objectif est

de 98%.

𝐶𝑆𝑆𝑅 = Number of successful seizure of SD channel

Total number of requests for seizure of SD channel

- Call Drop Rate (CDR)

Le taux d'abandon d’appel est le taux des appels qui ne se sont pas terminés avec

succès. En général l'objectif pour cet indicateur est de 2% ce qui signifie que seulement

2% d’abandons d’appels est toléré.

𝐶𝐷𝑅 =Number of TCH drops after assignment

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑛𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝑇𝐶𝐻 𝑎𝑠𝑠𝑖𝑔𝑛𝑚𝑒𝑛𝑡𝑠

- TCH Congestion Rate (TCHCR)

Il s’agit du taux d'appels bloqués en raison de l'indisponibilité des ressources.

𝑇𝐶𝐻𝐶𝑅 = Number of calls blocked due to resource unavailable

Total number of requests

- Handover Success Rate (HSR)

Il s’agit du taux de handover réussit. La cible pour cet indicateur clé de performance

dépend des objectifs de l’opérateur, en général l’objectif est de 90%, ce qui signifie que

10% des appels peuvent subir des échecs de Handover.

𝐻𝑆𝑅 = 𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝐻𝑎𝑛𝑑𝑜𝑣𝑒𝑟 𝑎𝑐𝑕𝑒𝑣é 𝑎𝑣𝑒𝑐 𝑠𝑢𝑐𝑐𝑒𝑠 [𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑒𝑙𝑙 + 𝑖𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑒𝑙𝑙]

𝑁𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝐻𝑎𝑛𝑑𝑜𝑣𝑒𝑟

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

111

IDE SIDDO NAJI

BIBLIOGRAPHIE

1- Chris Braithwaite and Mike Scott, UMTS Network Planning and Development

Design and Implementation of the 3G CDMA Infrastructure (2004)

2- Ralf Kreher, UMTS Performance Measurement A Practical Guide to KPIs for the

UTRAN Environment (2006)

3- Jussi Laukkanen, UMTS Quality of Service Concept and Architecture

4- Lucent Technologies, Instructor Guide UMTS UTRAN Optimization (2005)

5- 3GPP, Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), QoS Concept and

Architecture (3GPP TS 23.107 version 4.0.0 Release 4)

6- ERICSSON, Channel Element Guideline (2007)

7- Sami Tabbane, Ingénierie des réseaux cellulaires, édition Lavoisier (2002)

8- ECC REPORT, UMTS COVERAGE MEASUREMENTS (2007)

9- Esmael Dinan, Ph.D., Aleksey A. Kurochkin, The Impacts of Antenna Azimuth

and Tilt Installation Accuracy on UMTS Network Performance (2006)

WEBOGRAPHIE

1. http://www.3gpp.com/article/umts

2. http://www.google.fr

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

112

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INDEX

3G Third Generations

3GPP Third Generation Partnership Project

A-DCH Associated Dedicated Channel

AF Activity Factor

AMR Adaptive Multi Rate

ATTOL UMTS RF planning solution by Forsk

BE Best Effort

BER Bit Error Rate

BLER Block Error Rate

BMC Broadcast Multicast Control

bps Bits Per Second

BS Bearer Service

BSC Base Station Controler

CDMA Code Division Multiple Access

CE Channel Element

CN Core Network

CNB Core Network Bearer

CRNC Controling Radio Network Controler

CS Circuit-Switched

DL Downlink

DCH Dedicate Chanel

DL DownLink

E-DCH Enhanced Dedicated Channel

EUL Enhanced Uplink

FDD Frequency Division Duplex

FTP File Transfert Protocol

GSM Global System For Mobile Telecommunication

GPRS General Packet Radio Service

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

113

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GoS Grade of Service

HS High Speed

HSDPA High Speed Downlink Packet Access

HS-DSCH High Speed Downlink Shared Channel

HSPA High Speed Packet Access

HW HardWare

ISO International Standardization Organization

ITU-T IUT Telecommunication Standardization Sector

IETF Internet Engineering Task Force

MAC Medium Access Control

MT Mobil Terminal

MO Managed Object

OSI Open Systems Interconnection

OVSF Orthogonal Variable Spreading Factor

OMC Operation and Maintenance Center

OMC-U Operation and Maintenance Center UMTS

OCNS Orthogonal Channel Noise Simulator

PI Performance Indicator

PN Pseudo Noise

P-CPICH Primary Common Pilot Channel

PS Packet-Switched

PMs Performance Mesures

PDP Packet Data Protocol

PSC Primary Srcambling Code

PS Packet Switched

QoS Quality of Service

RNC Radio Network Controler

RRC Radio Ressource Control

RAB Radio Access Bearrer

RF Radio Frequence

RBS Radio Base Station

RAN Radio Access Network

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

114

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R99 Release 99

RAB Radio Access Bearer

RAN Radio Access Network

RB Radio Bearer

RBS Radio Base Station

SF Spreading Factor

SRNC Serving RNC

SDU System Data Unit

SDU Service Data Unit

SMS Short Message Service

SHO Soft Handover

SW Software

TDD Time Division Duplex

TDMA Time Division Multiple Access

TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol

TSPEC Trafic Specification

UE User Equipment

UL Uplink

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network

WCDMA Wideband Code Division Multiple Access

WWW World Wide Web

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

115

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TABLES DES MATIERES

Remerciements ........................................................................................................................ i

Dédicace ................................................................................................................................. ii

Liste des figures .................................................................................................................... iii

Liste des Tableaux ................................................................................................................. v

Sommaire .............................................................................................................................. vi

Introduction générale ............................................................................................................ 1

PREMIERE PARTIE ............................................................................................................ 3

Chapitre 1: Généralités sur les réseaux 3G .......................................................................... 4

1. L’UMTS .......................................................................................................................................... 4

1.1. Concepts et objectifs de l’UMTS .......................................................................................... 4

1.2. Avantages de l’UMTS ............................................................................................................ 5

1.3. Classes de services en UMTS ................................................................................................. 6

1.4. Hiérarchie des cellules en UMTS ........................................................................................... 7

2. Les principes du WCDMA ............................................................................................................ 7

2.1. CDMA .................................................................................................................................... 7

2.2. Etalement de spectre ............................................................................................................ 8

2.2.1. La channelisation ........................................................................................................... 9

2.2.2. Le Scrambling .............................................................................................................. 11

2.3. Multiplexage ....................................................................................................................... 12

2.4. Les contraintes du WCDMA ................................................................................................ 13

2.4.1. L’effet near-far ............................................................................................................ 13

2.4.2. Le fast-fading ............................................................................................................... 13

2.4.3. Les trajets multiples .................................................................................................... 13

Chapitre 2 : Composants et architecture d’un UTRAN – WCDMA .................................. 14

1. Architecture globale de l'UMTS ................................................................................................. 14

2. Architecture Globale et composants de l'UTRAN ...................................................................... 15

2.1. Architecture de l’UTRAN ..................................................................................................... 15

2.2. Les composants de l’UTRAN ................................................................................................ 16

2.2.1. Node B ......................................................................................................................... 16

2.2.2. RNC .............................................................................................................................. 17

2.2.3. Les Interfaces de communication ............................................................................... 18

2.3. Architecture en couche ....................................................................................................... 18

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

116

IDE SIDDO NAJI

2.3.1. La couche Physique ........................................................................................................... 19

2.3.2. La couche liaison de données ..................................................................................... 19

2.3.3. La couche RRC ............................................................................................................. 20

2.4. Les canaux logiques, de transport et physiques de l’interface radio WCDMA ................... 20

2.4.1. Canaux logiques .......................................................................................................... 20

2.4.2. Canaux de transport .................................................................................................... 22

2.4.3. Canaux physiques ........................................................................................................ 23

2.5. Les mécanismes de l’interface radio de l’UTRAN ................................................................ 24

2.5.1. Handovers ................................................................................................................... 24

2.5.1.1. Soft handover ......................................................................................................... 24

2.5.1.2. Softer handover ...................................................................................................... 25

2.5.2. Le contrôle de puissance ................................................................................................... 25

2.5.2.1. Contrôle de puissance sur la liaison montante ....................................................... 26

2.5.2.2. Contrôle de puissance sur la liaison descendante .................................................. 26

2.5.3. Respiration de cellule .................................................................................................. 27

DEUXIEME PARTIE ......................................................................................................... 28

Chapitre 1 : QoS et Optimisation 3G: Cas de l’UTRAN .................................................... 29

1. Concept et Architecture de la QoS UMTS ................................................................................... 29

1.1. Définition de la QoS UMTS .................................................................................................. 29

1.2. Architecture de la QoS en UMTS ......................................................................................... 29

1.2.1. Le service support UMTS ............................................................................................. 30

1.2.1.1. Le service support d’accès radio (RAB) ................................................................... 31

1.2.1.2. Le service support du réseau de cœur (CNB) ......................................................... 31

1.3. Les fonctions de gestion de QoS dans un réseau UMTS ..................................................... 32

1.3.1. Les fonctions de gestion de QoS dans le plan de contrôle .......................................... 32

1.3.1.1. Le gestionnaire de service ...................................................................................... 32

1.3.1.2. La fonction de translation ....................................................................................... 32

1.3.1.3. Le contrôle d’admission et de capacité .................................................................. 33

1.3.1.4. Le contrôle de souscription .................................................................................... 33

1.3.2. Les fonctions de gestion de QoS dans le plan usager ................................................. 34

1.3.2.1. La fonction d’association ........................................................................................ 34

1.3.2.2. La fonction de classification .................................................................................... 34

1.3.2.3. Le gestionnaire de ressources ................................................................................ 34

1.3.2.4. Le conditionneur de trafic ...................................................................................... 34

1.4. Classes de services .............................................................................................................. 34

1.4.1. La classe conversational ou conversationnelle ........................................................... 36

1.4.2. La classe streamming ou à flux continu ...................................................................... 36

1.4.3. La classe interactive .................................................................................................... 37

1.4.4. La classe background ou d’arrière-plan ...................................................................... 37

Chapitre 2 : Optimisation de l’UTRAN .............................................................................. 38

1. Généralités sur l’optimisation réseau ......................................................................................... 38

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

117

IDE SIDDO NAJI

1.1. Définition de l’optimisation en UMTS ................................................................................. 38

1.2. Objectif de l’optimisation .................................................................................................... 39

2. Phases d’optimisation du réseau ................................................................................................ 40

3. Outils et sources d'information ................................................................................................... 40

3.1.1. Les Indicateurs clés de performance (KPIs) ................................................................. 41

3.1.1.1. Définition de KPI ..................................................................................................... 41

3.1.1.2. Notion de PI ............................................................................................................ 42

3.1.1.3. Formule de calcul des KPIs...................................................................................... 43

3.1.1.4. Les Classes des indicateurs 3G ................................................................................ 45

3.1.2. Les Drives Tests ........................................................................................................... 48

3.1.3. Les plaintes des clients ................................................................................................ 49

3.1.4. Les outils OMC-U ......................................................................................................... 49

3.1.4.1. Le traçage RF des appels ......................................................................................... 49

3.1.4.2. OCNS ....................................................................................................................... 49

3.1.5. Les logiciels d'analyse de données .............................................................................. 50

4. Les problèmes d’optimisation communs et les solutions possibles ........................................... 50

4.1. Problème de couverture RF ................................................................................................ 50

4.2. Problème de respiration cellulaire ...................................................................................... 51

4.3. Le problème de «pilot pollution» ou «pollution par les pilotes» ....................................... 52

4.4. Problème «near-far» ou «proche-lointain» ........................................................................ 53

4.5. Problème «Around-the-corner» ou «autour-du-coin» ....................................................... 54

4.6. Problème de Handover ....................................................................................................... 54

4.7. Problème de «missing neighbors» ou «voisins manquants» .............................................. 55

5. Processus d’optimisation ............................................................................................................ 56

5.1. Cycle de vie du réseau ......................................................................................................... 56

5.1.2. Processus d’optimisation ............................................................................................ 57

5.1.3. Channel Element (CE) et Scrambling code (SC) ........................................................... 59

5.1.3.1. Channel Element ..................................................................................................... 59

5.1.3.2. Scrambling Codes.................................................................................................... 59

6. Sélection de paramètres clés de performance UMTS ................................................................. 60

6.1. Block Error Rate (BLER) ....................................................................................................... 60

6.2. Transmitted Carrier Power .................................................................................................. 61

6.3. Received Total Wideband Power (RTWP) ........................................................................... 61

6.4. Signal-to-Interference Ratio (SIR) ....................................................................................... 61

6.5. Signal-to-Interference Ratio Error (SIR Error) ..................................................................... 62

6.6. Receive Signal Code Power (RSCP) ...................................................................................... 62

6.7. Ec / Io .................................................................................................................................. 63

6.8. Received Signal Strength Indicator (RSSI) ........................................................................... 63

6.9. Ratio d'utilisation du canal de Transport ............................................................................ 63

6.10. Transmitted Code Power ................................................................................................ 63

6.11. RRC Connection Setup Success Rate / Blocking Rate / No answer rate .......................... 64

6.12. Débit RLC (RLC Throughput) ............................................................................................ 65

6.13. Le débit d'application (Application Throughput) ............................................................ 65

Etude et analyse des paramètres de performances pour la gestion de la QoS dans un UTRAN 3G

118

IDE SIDDO NAJI

6.14. Taux de handover et statistiques .................................................................................... 65

TROISIEME PARTIE ......................................................................................................... 67

Chapitre 1 : Outils et paramètres de simulation ................................................................. 68

1- Google Earth ............................................................................................................................... 68

2. Atoll Forsk ................................................................................................................................... 69

2.1. Automatic Cell Planning (ACP) ............................................................................................ 70

3. Données en entrées pour la simulation ...................................................................................... 71

Chapitre 2 : Optimisation avec Atoll Forsk ........................................................................ 73

1- Résultats des simulations avant optimisation avec ACP ............................................................. 73

2. Optimisation avec le module ACP d’Atoll Forsk........................................................................ 77

2.1. La couverture en fonction du niveau du signal (coverage by signal level) ......................... 83

2.2. Pilot reception analysis ....................................................................................................... 84

2.3. Zones de chevauchement (Overlapping zones) ................................................................... 85

Chapitre 3 : Optimisation avec les drives Tests .................................................................. 86

1. Définition des trajets de drive test .............................................................................................. 86

2. Chaine de mesure de drive test .................................................................................................. 87

3. Mesures de base effectuées lors des drives tests ....................................................................... 87

3.1. Mesures effectuées sur le canal pilote P-CPICH (Primary Common Pilot Channel) ............ 87

Les mesures de bases effectuées par le scanner sur le canal pilote P-CPICH sont : ....................... 87

3.2. Résultats des mesures sur le canal pilot P-CPICH ............................................................... 88

3.2.1. Mesure du Best Server Signal Strenght (RSCP) ........................................................... 88

3.2.2. Mesure de l’Ec/No ...................................................................................................... 89

3.2.3. Zones de haute interférence ......................................................................................... 89

3.2.4. Pollution par les Pilotes (Pilot pollution) .................................................................... 91

3.3. Mesures effectuées sur l’UE ............................................................................................... 92

3.3.1. Analyse des Short Calls ................................................................................................ 92

3.3.2. Analyse des Long Calls ................................................................................................. 93

Conclusion Générale ........................................................................................................... 94

ANNEXES ............................................................................................................................ 95

Annexe 1 : Planification des Scramblings Code ................................................................... 96

Annexe 2 : Méthode de dimensionnement des CEs ............................................................ 100

Annexe 3 : Les indicateurs de qualité en GSM ................................................................... 108

Bibliographie ...................................................................................................................... 111

INDEX ................................................................................................................................ 112

Tables des matières ............................................................................................................ 115