Université Abdelmalek Essadi Ecole Nationale des Sciences Appliquées Tanger Planification et dimensionnement de Responsable : M. Moussaoui ior. , to nextÇEge générale .. ….. …. 4 Introduction 7 Réalisé par El wassifi Naoual Ariche Younes 2009-2008 planification et dime Table de matières Résumé . Introduction Chapitre : La norme UMTS.. Architecture de YUMTS… . orn perspectives.. „ „ „ „ 2 Planification et dimensionnement de 3G Résumé Le déploiement d’un réseau IJMTS constitue un investissement colossal lié essentiellement au coût des infrastructures.
La mise en place du éseau d’accès radio représente une partie majoritaire du total des investissements en infrastructures. Dans ce contexte, l’optimisation des réseaux d’accès radio devient, pour un opérateur, un enjeu fondamental permettant d’économiser ses investissements, de réduire le nombre de sites à déployer, et de garantir une bonne qualité de service aux utilisateurs. L L’objectif de ce projet est d’optimiser l’emplacement des sites UMTS en se basant sur des modèles de propagations et de trafic bien définis.
Nous entamons ce projet par une présentation générale du réseau UMTS et une étude des méthodologies de planification d’un adio WCDMA. Ensuite, une analyse de certains modèles d’optimisation et de quelques méthodes de résolutions a été élaborée. A la lumière de cette étude, nous avons proposé une méthode de recherche itérative des sites à déployer perm udre des problèmes réels 33 les systèmes mobiles. Il est conçu comme support pour les applications large bande grâce ? l’étalement de spectre et le mode d’accès multiple COMA.
Cette technologie est la dénomination de la norme détenue en Europe pour les systèmes de radiocommunications mobiles de troisième génération qui permettront une large gamme de sen,’ices intégrant la voix, es données, l’image, la vidéo… En outre ces applications présentent de nouveaux défis pour les opérateurs du fait qu’ils présentent de fortes contraintes de la QOS et qu’ils demandent des débits élevés pouvant atteindre des centaines de kbits/s.
Pour les opérateurs, la question qui se pose aujourd’hui est de déployer un réseau mobile adapté à la fois au transport de trafic Internet et à celui du trafic vocal et qui peut être le siège de nouvelles applications multimédias. C’est dans ce cadre que les réseaux mobiles de troisième génération constituent une réponse à cette question. La planification des réseaux mobiles de deuxième génération type TDMA s’effectue en deux étapes disjointes.
La première consiste à déterminer l’emplacement des stations de base afin d’assurer une couverture totale. La seconde étape a pour but d’attribuer des bandes de fréquences aux stations de base afin de répondre à un besoin en trafic. Dans le cadre de l’IJMTS, cette approche n’est plus valide car toute la bande disponible est partagée par tous les mobiles. Il n’y a donc pas d’attribution de PAGF 3 7 plutôt par le niveau d’interférence tolérable.
Le niveau d’interférence dans le réseau dépend à la fois de la istribution du trafic et de l’emplacement des stations de base (node-B). Ainsi, stations de base doit être fait en tenant compte à la fois des critères de couverture et de capacité. C’est dans ce cadre que notre projet s’inscrit. On se propose d’optimiser l’emplacement des stations de base à partir d’un ensemble de Sltes potentiels, en utilisant des modèles de propagation et des modèles empiriques de prédiction de trafic, afin de répondre aux besoins de couverture et de trafic.
Dans ce rapport, on présentera dans un premier chapitre un aperçu général sur le réseau LIMTS. Nous allons étudier en premier lieu, l’architecture t les fonctionnalités de ce réseau. Ensuite, nous ferons une étude détaillée de l’interface radio UMTS. Le second chapitre sera consacré à l’étude des méthodologies de planification WCDMA. En effet, nous commencerons par introduire certains concepts généraux. Ensuite, nous présenterons le processus de planification en détaillant ses différentes phases.
En fin, nous étudierons la propagation dans un environnement radio mobile et nous analyserons certains modèles de prédiction pour définir ? la fin le modèle approprié pour notre étude. 4 3 La montée des services proposés sur Internet (informations iverses, catalogues, achats en ligne… ) et son taux de pénétration en forte augmentation ont poussé les opérateurs en quête de nouveaux publics à proposer un accès ? Internet depuis les mobiles dont on estime à 200 millions le nombre d’utilisateurs en Europe d’ici 2010.
Sur les GSM, des services utilisant la technique WAP (Wireless Application Protocol) sont accessibles, mais demeurent de faible qualité. Si des évolutions du GSM (comme le GPRS ou le HSCSD) permettront d’augmenter le déblt, une nouvelle norme et de nouveaux moyens techniques sont indispensables pour proposer toute une gamme de ervices à haut débit, allant de l’internet à la visioconférence, c’est ce qu’apporte l’UMTS. La complexité du système UMTS et les moyens techniques impliqués est telle qu’il n’est pas possible en quelques pages d’en étudier toutes les parties.
Ainsi, dans ce chapitre, nous allons mettre l’accent sur les points importants de cette technologie en s’intéressant particulièrement aux réseaux d’accès radio. Architecture de PUMTS L’UMTS est standardisée par le 3GPP (3rd Géneration Partnership Project). Il désigne une technologie retenue dans la famille dite IMT 2000 comme norme pour les ystèmes de télécommuni e dits de troisième s 3 UMTS a été adoptée au niveau mondial le 29 janvier 1998.
Elle est successeur de GSM et permettra un changement des ordres de grandeur des capacités de transmission des mobiles (2 Mbits/s théoriques, aux alentours de 384 kbits/s en pratique). 6 De plus l’UMTS offre de nouvelles bandes de fréquences ce qui permet d’évacuer le spectre de la saturation des bandes de fréquence. En effet, les réseaux GSM arrivent peu à peu à saturation, l’UMTS permettra d’augmenter le nombre de clients raccordables ce qui est très important pour les opérateurs, [web3]. Le réseau
UMTS est composé d’un réseau d’accès UTRAN (IJMTS Terrestrial Radio Access Network) et d’un réseau cœur. Figure 1. 1 : Architecture globale du réseau LJMTS CWeb3]. 1 . Réseau cœur Le réseau cœur de l’UMTS est composé de trois parties dont deux domaines: Le domaine CS (Circuit Switched) utilisé pour la téléphonie. Le domaine PS (Packet Swltched) qui permet la commutation de paquets. Les éléments communs aux domaines CS et PS. Ces deux domaines permettent aux équipements usagers de pouvoir gerer simultanément une com uets et circuits.
Ces PAGF fonction principale est de transférer les données générées par l’usager. Il est une passerelle entre l’équipement usager et le réseau cœur via les interfaces l_Ju et lu. Cependant, il est chargé d’autres fonctions: sécurité, mobilité, gestion des ressources radio et synchronisation Le réseau d’accès UTRAN est composé de plusieurs éléments : une ou plusieurs stations de base (appelées Node-B), des contrôleurs radio RNC (Radio Network Controller) et des interfaces de communication entre les différents éléments du réseau UMTS.
Figure 1. 3 : Architecture d’IJTRAN. 3. Les interfaces de l’UTRAN Plusieurs types d’interfaces de communication coexistent au sein du réseau IJMTS: u : Interface entre le réseau d’accès UTRAN et le réseau cœur de l’UMTS. Elle permet au contrôleur radio RNC de communiquer avec le réseau cœur. lur : Interface qui permet à deux contrôleurs radio RNC de communiquer. lub : Interface qui permet la communication entre une Node-B et un contrôleur radio RNC. Uu :lnterface entre un équipement usager et le réseau d’accès LJTRAN.
Elle permet la communication avec l’UTRAN via la technologie CDMA. 8 7 3 Les canaux logiques Ils correspondent aux différents types d’information véhiculés par les protocoles radio de l’UTRAN, ils sont offerts aux couches utilisatrices du iveau 2. Il existe deux types de canaux logiques . Canaux logiques de contrôle utilisés au niveau du plan contrôle pour la signalisation (BCCH, PCCH, CCCH et le DCCH). – Canaux logiques de trafic utilisés au niveau du plan usager pour les données usager (DTCH et le CTCH). 2.
Les canaux de transport Par définition, les canaux de transport de l’UTRAN représentant le format et, plus généralement, la manière dont les informations sont transmises sur l’interface radio. Le canal de transport est donc représentatif de la qualité de service fournie par le réseau sur la partie radio du RAB, également appelée Radio Access Bearer. Parmi les différents canaux de transport, nous pouvons distinguer deux catégorie : les canaux dédiés (DCH) et les canaux non dédiés, ou communs (BCH, PC », RACH, FACH, DSCH, CPCH et le HS-DSCH).
Les canaux dédiés sont affectés à un seul usager du réseau, tandis que les canaux communs sont partagés entre plusieurs usagers, ce qui suppose un mécanisme d’adressage pour distinguer les différents usagers. B3 sont: DPCH, SCH, CPICH, P-ccpcH, S-CCPCH, PICA, PDSCH, AICHI AP-AICH, CD/CA-ICH, CSICH et le HS-SCCH. VII. Le protocole WCDMA Contrairement au GSM où les utilisateurs sont séparés par la réquence (FDMA) et en temps (TOMA), l’UMTS utilise le mode d’accès COMA en identifiant ainsi les utilisateurs par un code.
Cette méthode augmente donc la capacité du réseau (la fréquence n’est plus une ressources rare puisque nous pouvons utiliser une seule fréquence pour un réseau IJMTS). L’interface radio de l’UMTS se base sur le WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Cependant, le WCDMA se base largement sur la technique CDMA. Afin de comprendre les concepts du WCDMA, il est important de comprendre la technique du CDMA. Le CDMA est utilisé dans de nombreux systèmes de communicatlon. Il permet d’avoir plusieurs utillsateurs sur une même onde porteuse.
Les transmissions sont numérisées, dites à étalement de spectre. L’étalement du spectre rend le signal moins sensible aux fluctuations sélectives en fréquence. Le signal est ainsi transmis sur une bande de fréquences beaucoup plus large que la bande de fréquences nécessaire. 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 cade pseudo aléatoire PN (Pseudo random Noise PAGF 37 onnée est égal à 1, sinon elle est inversée.
La longueur L du code est appelée facteur d’étalement SF (Spreading Factor). 10 Figure 1. 13 : Principe de Pétalement de spectre [Web3]. 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. VIII. UMTS vs GSM Le WCDMA est doté de nombreux avantages par rapport aux technologies utilisées dans la seconde génération de télécommunications mobiles: La sécurité est nettement effet, le signal, perçu
