94922455 Rapport Final ALA

Projet fin d‟études : Planification est Optimisation de Réseau 3G « Analyse des Drive Tests est des KPIs »

INPT Juin 2010 1

Table des Matières

Tables des figures

Table des Tableaux

Introduction générale

Chapitre 1 : Etude des fonctionnalités d‟UMTS et HSDPA

1. Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) ............................................................................... 7

1.1 Introduction ............................................................................................................................................. 7

1.2 Attribution De Fréquences ...................................................................................................................... 7

1.3 Architecture UMTS: ............................................................................................................................... 8

1.3.1 Réseau d‟accès UTRAN ................................................................................................................. 9

1.3.2 Réseau Cœur : ............................................................................................................................... 10

1.4 Les Principes Du W-CDMA ................................................................................................................ 11

1.4.1 CDMA ........................................................................................................................................... 11

1.5 Les canaux WCDMA ............................................................................................................................ 14

1.5.1 Les Canaux Logiques .................................................................................................................... 15

1.5.2 Les canaux de transport : ............................................................................................................... 16

1.5.3 Les Canaux physiques ................................................................................................................... 16

1.6 Contrôle de puissance ........................................................................................................................... 18

1.6.1 Contrôle de puissance en boucle ouverte (Open Loop Power Control) ........................................ 19

1.6.2 Contrôle de puissance en boucle fermée (Closed Loop Power Control ) ..................................... 19

2. High Speed Downlink Packet Access ........................................................................................................... 20

2.1 Les principes généraux de l‟HSDPA : .................................................................................................. 20

2.1.1 TTI court ....................................................................................................................................... 20

2.1.2 La transmission de canal partagé .................................................................................................. 20

2.1.3 Modulation et codage adaptatif (AMC) ........................................................................................ 21

2.1.4 Modulation d‟ordre plus élevé ...................................................................................................... 21

2.1.5 Mécanisme de retransmission hybride ARQ (HARQ) .................................................................. 22

2.1.6 Ordonnancement Rapide ............................................................................................................... 23

2.2 Architecture protocolaire et structure des canaux introduits ................................................................. 23

2.2.1 Pile protocolaire ............................................................................................................................ 23

2.2.2 Canaux HSDP ............................................................................................................................... 24

2.3 Allocation dynamique de puissance ...................................................................................................... 25

2.4 Le contrôle de code HSDPA ................................................................................................................. 25

3. Conclusion .................................................................................................................................................... 26


INPT Juin 2010 2

Chapitre 2 : Planification d‟un réseau 3G « UMTS »

1. Introduction : ................................................................................................................................................. 27

2. Capacité de système WCDMA : ................................................................................................................... 27

3. Allocation de voisinage : ............................................................................................................................... 29

3.1 Allocation de priorité de sélection par distance : .................................................................................. 30

3.2 Allocation de priorité par plage de distance : ........................................................................................ 30

4. Allocation des Séquences PN........................................................................................................................ 30

4.1 Les séquences PN : ............................................................................................................................... 31

4.2 Méthode d‟allocation de séquences PN : .............................................................................................. 32

5. Conclusion : .................................................................................................................................................. 34

Chapitre3 : Tuning d‟un réseau 3G

1. Introduction : ................................................................................................................................................. 35

2. Les étapes de tuning : .................................................................................................................................... 35

2.1 Préparation ............................................................................................................................................ 35

2.2 Drive Test .............................................................................................................................................. 36

2.3 Analyse et Post-processing : ................................................................................................................. 38

3. Tuning du canal pilote ................................................................................................................................... 38

4. Tuning de la partie CS .................................................................................................................................. 39

4.1 L‟accessibilité (ou analyse des appels bloqués) .................................................................................... 39

4.1.1 Voisines non déclarées .................................................................................................................. 40

4.1.2 Mauvaise couverture ..................................................................................................................... 40

4.1.3 Not Radio ...................................................................................................................................... 41

4.1.4 Le blocage d‟appel anormal .......................................................................................................... 42

4.2 La maintenabilité de la connexion (Retainibility ou analyse des dropped calls) .................................. 44

4.2.1 Absence de relation de voisinage .................................................................................................. 44

4.2.2 Mauvaise couverture ..................................................................................................................... 45

4.2.3 Mauvaises conditions radio ........................................................................................................... 46

4.2.4 Congestion .................................................................................................................................... 46

4.3 Proposition de changements .................................................................................................................. 47

4.3.1 Les tilts .......................................................................................................................................... 48

4.3.2 Ré-azimutage ................................................................................................................................ 48

4.3.3 Rehaussement ou baisse de l‟antenne ........................................................................................... 48

5. Traitement de cas réels : ................................................................................................................................ 49

5.1 Analyse des Scrambling Codes ............................................................................................................. 49

5.2 Analyse de couverture : ......................................................................................................................... 49

5.3 Analyse du rapport Ec/N0 ..................................................................................................................... 50

5.4 Analyse de coupure et blocage d‟appel : ............................................................................................... 50


INPT Juin 2010 3

6. Conclusion .................................................................................................................................................... 51

Chapitre 4 : Les indicateurs clés de performances de système WCDMA

1. Introduction ................................................................................................................................................... 52

2. Les compteurs ............................................................................................................................................... 53

3. Modules de la QoS ........................................................................................................................................ 54

4. Flux D'Optimisation WCDMA RAN : .......................................................................................................... 56

4.1 Préparations :......................................................................................................................................... 56

4.2 Module d‟accessibilité : ........................................................................................................................ 56

4.3 Module de maintienne : ......................................................................................................................... 56

4.4 Module de l‟intégrité : ........................................................................................................................... 56

5. Processus d‟optimisation du réseau WCDMA RAN .................................................................................... 56

5.1 Collection et Evaluation des Données ................................................................................................... 57

5.2 Analyse des performances..................................................................................................................... 57

5.3 Elaboration des recommandations et leur implémentation ................................................................... 58

5.4 Vérification des changements ............................................................................................................... 58

6. Aperçu sur quelques aspects d‟optimisation d‟un réseau 3 G ....................................................................... 58

6.1 Module d‟accessibilité .......................................................................................................................... 58

6.1.1 Généralités .................................................................................................................................... 58

6.1.2 Les indicteurs clés de performances de l‟accessibilité : ................................................................ 59

6.1.3 Les performance des mauvaise cellules : ...................................................................................... 60

6.1.4 Exemples de cas d‟analyse de l‟établissement des connexions RRC et RAB .............................. 60

6.2 Module de maintien .............................................................................................................................. 63

6.2.1 Généralités .................................................................................................................................... 63

6.2.2 Les indicteurs clés de performances du maintien : ....................................................................... 63

6.2.3 Coupure due à l‟UL Out-Of-Synchronization ............................................................................... 64

6.2.4 Coupure due à la congestion ......................................................................................................... 65

6.2.5 Coupure due au Soft/Softer Handover .......................................................................................... 65

6.2.6 Coupure due à l‟IRAT Handover .................................................................................................. 67

7. Exemple de l‟analyse de performance pour les cellules dégradées ............................................................... 68

7.1 Le cas d‟un site congestionné : ............................................................................................................. 68

7.2 Le cas de drop call : .............................................................................................................................. 71

8. Conclusion .................................................................................................................................................... 72

Conclusion générale

Glossaire

Bibliographie

Annexe : TEMS Investigation


INPT Juin 2010 4

La table des figures

Figure 1 : Le plan d‟allocation de spectre ............................................................................................................... 8

Figure 2 : l‟architecture Globale du réseau UMTS ................................................................................................ 8

Figure 3 : Architecture du réseau d‟accès ............................................................................................................... 9

Figure 4 : Architecture de Réseau cœur ................................................................................................................ 10

Figure 5 : L‟Etalement de signal ........................................................................................................................... 12

Figure 6 : L‟arbre de code d‟ Hadamard ............................................................................................................... 13

Figure 7 : relation entre Scrambling code et les code orthogonaux ...................................................................... 14

Figure 8 : schéma Illustrant la relation entre les canaux et les couches ................................................................ 15

Figure 9 : Multiplexage de Canal SCH est BCH .................................................................................................. 17

Figure 10 :canal P-CIPCH .................................................................................................................................... 17

Figure 11 : Multiplexage des canaux DPDCH et DPCCH .................................................................................... 17

Figure 12 : Contrôle de Puissance ......................................................................................................................... 19

Figure 13 : principe de HSDPA ............................................................................................................................ 20

Figure 14 : Transmission de canal partagé ............................................................................................................ 21

Figure 15 : 16QAM vs QPSK ................................................................................................................................ 22

Figure 16 : les types de HARQ ............................................................................................................................. 22

Figure 17 : la pile protocolaire de HSDPA ........................................................................................................... 23

Figure 18 : les canaux physiques de HSDPA ........................................................................................................ 24

Figure 19 Allocation dynamique de puissance ..................................................................................................... 25

Figure 20 : les relations de voisinage d‟une cellule .............................................................................................. 29

Figure 21 : registre à décalage .............................................................................................................................. 31

Figure 22 : Une situation d‟un mobile ne peut pas distinguer les PN reçus de deux RBS.................................... 32

Figure 23 : Prise d‟écran des sites regroupés en clusters. ..................................................................................... 33

Figure 24 : la répartition des SC sur les Sites ....................................................................................................... 34

Figure 25 : Les étapes de l‟Initial tuning .............................................................................................................. 35

Figure 26 : Connexion des équipements ............................................................................................................... 37

Figure 27: Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de voisine non déclarée ................................ 40

Figure 28:Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de mauvaise couverture ................................. 41

Figure 29: Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de mauvaise couverture ................................ 41

Figure 30 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de Congestion .............................................. 42

Figure 31 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de Unanswered RRC requests ..................... 43

Figure 32 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème CM Service Abort ....................................... 43

Figure 33 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de manque de voisine .................................. 44

Figure 34 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de mauvaise couverture ............................... 45

Figure 35 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de mauvaises conditions radio .................... 46

Figure 36 :Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de congestion ................................................ 47

Figure 37 :Plot du SC de best serving lors du drive test ....................................................................................... 49

Figure 38 :Plot du RSCP lors du drive test ........................................................................................................... 49

Figure 39 :Plot de l’EcNo lors du drive test ......................................................................................................... 50

Figure 40 : Plot des coupures d‟appel lors du drive test ....................................................................................... 51

Figure 41 : Les critères de QoS* ........................................................................................................................... 55

Figure 42 : Optimization Process .......................................................................................................................... 56


INPT Juin 2010 5

Figure 43 Figure illustrant le processus d‟optimisation d‟un réseau WCDMA. ................................................... 57

Figure 44 : La procédure d‟accessibilité au réseau ............................................................................................... 59

Figure 45 : Illustrant l‟analyse d‟un appel MOC ainsi que les différentes conclusions tirées .............................. 61

Figure 46 : Flux du contrôle d‟admission ............................................................................................................. 62

Figure 47 :La puissance de transmission de UE VS EcNo et RSCP de CPICH ................................................... 65

Figure 48 : Procédure du Soft Handover ............................................................................................................... 66

Figure 49 : Re-sélection de cellule ........................................................................................................................ 66

Figure 50 : Handover WCDMA (IRAT Handover) .............................................................................................. 67

Figure 51 : Graphe de CSSR de la cellule NodeB-3 ............................................................................................. 68

Figure 52 : le Graphe de HSDPA RAB Setup Success Rate ................................................................................ 68

Figure 53 : Graph de trafic HSDPA ...................................................................................................................... 69

Figure 54 : Power Limit Failure DL ..................................................................................................................... 69

Figure 55 : Prise d‟écran de la zone ...................................................................................................................... 70

Figure 56 : graphe de coupure d‟appel .................................................................................................................. 71

Figure 57 : graphe de coupure d‟appel due au SHO ............................................................................................ 71

Table des Tableaux

Tableau 1 : les paramètres des canaux de HSDPA ............................................................................................... 25

Tableau 2 : La priorité de sélection en fonction de plage de distance utilisé par Ericsson ................................... 30

Tableau 3 : Le premier Groupe de Plan de Scrambling Code ............................................................................... 32

Tableau 4 : La couverture classée par niveaux .................................................................................................... 39

Tableau 5 : Tableau résumant l‟analyse les coupures d‟appels rencontrés lors du Drive Test ............................. 51

Tableau 6 : tableau montre la duré d‟utilisation de l‟interface Iub ....................................................................... 70


INPT Juin 2010 6

Introduction générale

Avec l‟avènement des nouvelles générations de standards de télécommunications qui offrent de plus

en plus de services gourmands en débit et exigeants en qualité de service, les opérateurs télécoms

s‟efforcent de soigner l‟introduction de chaque service et son lancement commercial initial, afin de

gagner la confiance et la satisfaction des clients dans un contexte économique caractérisé par une

concurrence ardue.

Dans un souci d‟assurer la continuité de la délivrance des services avec une meilleure qualité et vu que

tout réseau déployé doit faire l‟objet d‟extension pour suivre l‟évolution de la clientèle et de

maintenance pour pallier aux anomalies qui surgissent, les opérateurs accordent une grande importance

à l‟optimisation de leur réseau. Cette phase est à l‟écoute du réseau via des statistiques dont le volume

se multiplie avec chaque évolution. De là apparait le besoin de concevoir un outil informatique pour la

gestion de ses statistiques afin de réduire les coûts et les délais de prise de décisions quant aux

démarches à entreprendre pour améliorer la capacité et la qualité du réseau.

C‟est dans ce contexte que s‟inscrit mon projet de fin d‟études qui a pour objet d‟illustrer le

déroulement de la phase de la planification des Scrambling Codes d‟un réseau 3G et la phase du

réglage ainsi que l‟intégration des principes du processus d‟optimisation.

Mon Rapport de PFE se Compose de 4 chapitres. le premier chapitre traitera l‟étude des

fonctionnalités de la Norme européenne de la 3G « UMTS » et son évolution HSDPA proposée par

Ericsson pour améliorer la rentabilité des réseaux d‟opérateurs.

Le deuxième chapitre sera consacré à la planification des Scrambling Codes et l‟allocation des listes

des voisines pour les sites d‟un réseau 3G « UMTS ». Le Troisième chapitre concernera le Initial

Tuning d‟un réseau 3G Alors que le quatrième chapitre sera réservé à l‟étude des Indicateurs de

performances du Système WCDMA. Une conclusion générale mettra fin à mon rapport.


INPT Juin 2010 7

Chapitre 1 :

Etude des fonctionnalités d’UMTS et HSDPA

1. Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)

1.1 Introduction

L'expression UMTS désigne une norme cellulaire numérique de troisième génération. Atteignant 2

Mb/s dans certaines conditions, les vitesses de transmissions offertes par les réseaux UMTS sont

nettement plus élevées que celles des réseaux de seconde génération, qui plafonnent vers 150 kb/s avec

GPRS. L'UMTS est une évolution de la norme GSM. Mais contrairement au GPRS il n'est pas possible

d'utiliser les mêmes fréquences que le GSM. Il est donc nécessaire d'attribuer de nouvelles fréquences.

Les travaux pour définir la troisième génération de systèmes Radio Mobiles débutèrent lors de la

World Administrative Radio Conference (WARC) de l‟International Telecommunications Union

(ITU) en 1992.

L‟objectif initial de l‟ITU consistait en la définition d‟une seule interface radio mondiale et unique

pour l‟IMT2000. Bien que les différentes tractations dans ce sens n‟aient pas abouti, la même interface

radio, à savoir le WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access), fut proposée par l‟ETSI et

utilisée en Europe et en Asie.

Alors qu‟aux Etats Unis, Qualcomm, promoteur de la technologie CDMA, s'est longtemps opposé à

un accord mondial, et au lieu d‟opter pour une norme unique, il proposa une famille de normes

L'UMTS est standardisée par le 3GPP (3rd géneration Partnership Project). Celui-ci inclut l'ETSI

en Europe, le T1P1 en Amérique, l'ARIB, le CWTS et le TTA en Asie Pacifique ainsi que le forum

international TTC.

L'UMTS, comme le GSM, comporte également une gestion de mobilité basée sur la "Mobile

Application Part" (MAP) du système de signalisation n° 7, appelé aussi le SS7.

1.2 Attribution De Fréquences

Les fréquences radioélectriques sont, de par leur nature, des ressources rares. Les développements

fulgurants intervenus ces dernières années dans le domaine de la technologie, essentiellement dans le

développement d'applications mobiles, ont comme conséquence une explosion de la demande

concernant l'utilisation du spectre des fréquences. L'expansion rapide, notamment des services de

communications mobiles, rend plus difficile la gestion du spectre radioélectrique.

L'attribution des radiofréquences s'effectue dans le cadre d'organismes internationaux, en

particulier la Conférence mondiale des radiocommunications (CMR) et l'Union internationale des

télécommunications (UIT). Ces organismes ont le mandat de définir les conditions (techniques,


INPT Juin 2010 8

opérationnelles et réglementaires) d‟accès au spectre par les pays de l‟UIT pour chaque type de

système, de réseau ou de station radioélectrique et de décider des modifications à apporter au

règlement des Radiocommunications de l‟UIT. Ce dernier constitue le cadre réglementaire mondial

d‟utilisation du spectre, auquel les pays membres de l‟UIT sont tenus de se conformer.

La figure suivante montre le plan d‟allocation de spectre :

Figure 1 : Le plan d‟allocation de spectre

1.3 Architecture UMTS:

Le réseau UMTS est composé d‟un réseau d‟accès UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access

Network) et d‟un réseau coeur.

Figure 2 : l‟architecture Globale du réseau UMTS


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1.3.1 Réseau d’accès UTRAN

Le réseau d‟accès UTRAN est doté de plusieurs fonctionnalités. Sa 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 Uu et Iu. Cependant, il est chargé d‟autres fonctions :

Contrôle d‟Admission, Contrôle de Congestion

diffusion des informations système ;

chiffrement et déchiffrement du canal radio

Handover

configuration et fonctionnement des resource radio

combining/splitting control

établissement et libération de la connection Radio bearer (Contrôle des Bearers Radio)

Allocation et désallocation des Bearers Radio

Fonction de protocole radio

contrôle de puissance

Codage et décodage du canal radio.

Figure 3 : Architecture du réseau d‟accès

1.3.1.1 NODE-B :

Les fonctions du Node B sont principalement des tâches de niveau couche physique. Il contient les

fonctions de transmission radio (modulation, démodulation, codage, etc.). Il est responsable de la

configuration des cellules radio (la gestion des fréquences porteuses, les codes des cellules, la

configuration des canaux, etc.), de la gestion des canaux de transport communs et dédiés, de la

synchronisation, de la gestion de la signalisation de l'interface Iub ainsi que du maintien des liens et du

partage de la charge.

1.3.1.2 Les interfaces de communication :

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

Uu : Interface entre un équipement usager et le réseau d‟accès UTRAN. Elle permet la

communication avec l‟UTRAN via la technologie CDMA.

Iu : Interface entre le réseau d‟accès UTRAN et le réseau coeur de l‟UMTS. Elle permet au

contrôleur radio RNC de communiquer avec le SGSN.

Iur : Interface qui permet à deux contrôleurs radio RNC de communiquer.


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Iub : Interface qui permet la communication entre un NodeB et un contrôleur radio RNC.

1.3.1.3 Radio Network Controler

Le RNC est responsable de la gestion et du contrôle des canaux radio (établissement/ maintien/

libération des connexions radio). Il est aussi responsable de la gestion du handover, le contrôle de

l‟admission des mobiles au réseau et la gestion de la charge. Il gère les mécanismes de contrôle de

puissance.

Selon son rôle fonctionnel, le RNC est dénommé :

SRNC (Serving RNC) : d‟un mobile est le RNC transportant les données utilisateur par l‟interface

Iu. Le SRNC est l‟intermédiaire final pour la signalisation entre l‟UE et l‟UTRAN. Tout UE est

associé à un seul SRNC.

DRNC (Drift RNC) : est un RNC contrôlant les cellules utilisées par un mobile et qui relaye les

données depuis/vers le SRNC.

1.3.2 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 Switched) qui permet la commutation de paquets.

Les éléments communs aux domaines CS et PS

Ces deux domaines permettent aux équipements usagers de pouvoir gérer simultanément une

communication paquets et circuits. Ces domaines peuvent être considérés comme des domaines de

service. Ce type d‟architecture permet de pouvoir créer ultérieurement d‟autres domaines de service.

Figure 4 : Architecture de Réseau cœur

1.3.2.1 Eléments Communs

Le groupe des éléments communs est composé de plusieurs modules :


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Le HLR (Home Location Register) représente une base de données des informations de l‟usager

(L‟identité de l‟équipement usager, Le numéro d‟appel de l‟usager, Les informations relatives aux

possibilités de l‟abonnement souscrit par l‟usager)

Le AuC (Authentication Center) est en charge de l‟authentification de l‟abonné, ainsi que du

chiffrement de la communication. Si une de ces deux fonctions n‟est pas respectée, la

communication est rejetée. Le Auc se base sur le HLR afin de récupérer les informations relatives

à l‟usager et pour ainsi créer une clé d‟identification.

L‟EIR (Equipment Identity Register) est en charge de la gestion des vols des équipements

usagers. Il est en possession d‟une liste des mobiles black listés par un numéro unique propre à

chaque équipement usager, le numéro IMEI (International Mobile station Equipment Identity).

1.3.2.2 Le domaine PS:

SGSN (Serving GPRS Support Node) est en charge d‟enregistrer les usagers dans une zone

géographique dans une zone de routage RA (Routing Area)

GGSN (Gateway GPRS Support Node) est une passerelle vers les réseaux à commutation de

paquets extérieurs tels que l‟Internet.

1.3.2.3 Le domaine CS:

MSC (Mobileservices Switching Center) est un commutateur de données et de signalisation. Il est

chargé de gérer l'établissement de la communication avec le mobile.

GMSC (Gateway MSC) est une passerelle entre le réseau UMTS et le réseau téléphonique

commuté PSTN (Public Switched Telephone Network).

VLR (Visitor Location Register) est une base de données, assez similaire à celle du HLR, attachée

à un ou plusieurs MSC. Le VLR garde en mémoire l‟identité temporaire de l‟équipement usager

dans le but d‟empêcher l‟interception de l‟identité d‟un usager. Le VLR est en charge

d‟enregistrer les usagers dans une zone géographique LA (Location Area).

1.4 Les Principes Du W-CDMA

L'interface radio de l'UMTS se base sur le W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access).

Cependant, le W-CDMA se base sur une technique plus ancienne qui est le CDMA (Code Division

Multiple Access). Afin de comprendre les concepts du W-CDMA, il est important de comprendre la

technique du CDMA.

1.4.1 CDMA

Le CDMA (Code Division Multiple Access) est utilisé dans de nombreux systèmes de communication.

Il permet d‟avoir plusieurs utilisateurs sur une même onde porteuse. En utilisant deux types de code

pour séparer les utilisateurs et les services.


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1.4.1.1 Channelization Codes (Orthogonal Codes)

Chaque bit de l‟utilisateur à transmettre est multiplié (OU exclusif) par un code orthogonal propre à

cet utilisateur. Cette méthode s‟appel L‟étalement du spectre c'est-à-dire 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.

La séquence du code (constituée de N éléments appelés "chips") est unique pour cet utilisateur en

question, et constitue la clé de codage. La longueur N 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 chip N fois plus grand que le signal initialement envoyé par l'usager

et utilisera donc une bande de fréquences N fois plus étendue. Nous avons donc une relation entre le

débit initial et le débit final du type : Dchips=Dbits X SF

Le Spreading factor apple aussi Gain de traitement (Processing gain) : GP=Rchip/Rbit= Rc/Rb

Afin de pouvoir lire le message codé envoyé, le récepteur doit réaliser la même opération. En effet,

ce dernier génère le même code orthogonal qu‟il multiplie au signal reçu afin d‟obtenir les données.

Les données des autres utilisateurs restent étalées.

Figure 5 : L‟Etalement de signal

Chaque utilisateur possède un code, il est donc nécessaire de n‟avoir aucune interférence entre

ceux-ci. Pour cela, nous utilisons des codes orthogonaux dits codes OVSF (Orthogonal Variable

Spreading Factor Code) afin de modifier le facteur d‟étalement et de conserver l‟orthogonalité des

différents codes d‟étalement. Ces codes sont définis par un arbre OVSF où chaque noeud 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.

la transformation d’Hadamard :

nn

nn

nHH

HHH

H

2

1 ]0[


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Figure 6 : L‟arbre de code d‟ Hadamard

Utilisation

Downlink: Utilisés pour distinguer les canaux de voix/données provenant d‟une station de base.

Uplink: Utilisés pour distinguer les canaux de voix/ données provenant de chaque équipement mobile.

CDMA permet de transmettre plusieurs trames de données sur une même porteuse, avec une isolation

parfaite entre les trames de données et assure un certain degré de sécurité car le signal est codé et

détecté comme étant un bruit. Mais cette méthode d‟accès demande une synchronisation parfaite entre

l‟émetteur et le récepteur. Le nombre de canaux disponible est égale à la longueur du code et le débit

est une fonction décroissante de SF. CDMA est limité par les erreurs de synchronisation, l‟effet

doppler et les multi-trajets.

1.4.1.2 Scrambling Codes (Spread Spectrum Codes)

Code PN séquence pseudo-aléatoire (Pseudo random Noise code) à partir d‟un registre à décalage de n

étages. Apres la multiplication du signale par le code d‟étalement OC on multiplie le signal étalé par

cette séquence mais sans aucune modification au niveau du débit chip.


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Figure 7 : relation entre Scrambling code et les code orthogonaux

Utilisation

Downlink: Utilisé pour séparer plusieurs stations de base.

Uplink: Utilisé pour séparer plusieurs équipements mobiles

Les PN permettent une séparation (non à 100%) entre stations de bases et équipements mobiles. Ils

fonctionnent même en présence de retards entre signaux.

1.5 Les canaux WCDMA

Contrairement au GSM, le standard 3GPP a normalisé 3 grandes classes de canaux de communications

les canaux logiques, les canaux de transport et les canaux physiques.

Ces différentes classes de canaux ont été crées pour garantir l‟indépendance entre les différents

niveaux fonctionnels de l‟interface radio. La définition de canaux propres à chaque niveau donne une

grande flexibilité à l‟UTRAN en lui permettant de s‟adapter à la multitude d‟applications envisagées

pour les réseaux 3G.


INPT Juin 2010 15

Figure 8 : schéma Illustrant la relation entre les canaux et les couches

1.5.1 Les Canaux Logiques

1.5.1.1 Les canaux logiques communs en Downlink :

BCCH (Broadcast Control Channel) est utilisé pour la diffusion d‟informations de contrôle.

PCCH (Paging Control Channel) est utilisé pour l‟envoi des messages de paging aux mobiles.

CCCH (Common Control Channel) est utilisé pour envoyer des informations de contrôle de mobiles

qui ne sont pas connectés au réseau.

SHCCH (Shared Channel Control Channel) : Control channel associated with shared traffic channels

(TDD mode only)

CTCH (Common Traffic Channel): Traffic channel for sending traffic to a group of UE‟s.

1.5.1.2 Les canaux logiques Dédiées en Downlink :

DTCH (Dedicated Traffic Channel) : Traffic channel dedicated to one UE

DCCH (Dedicated Control Channel) sert à envoyer les informations de contrôle d‟un mobile connecté

au réseau

1.5.1.3 Les canaux logiques communs en UpLink :

CCCH (Common Control Channel) est utilisé pour envoyer des informations de contrôle au réseaux en

mode non connecté.

1.5.1.4 Les canaux logiques Dédiées en UpLink :

DTCH (Dedicated Traffic Channel).

DCCH (Dedicated Control Channel) sert à envoyer les informations de contrôle lorsque le mobile est

connecté au réseau.


INPT Juin 2010 16

1.5.2 Les canaux de transport :

La notion d‟un canal de transport est liée généralement à la manière dont les données sont regroupées

et transportées dans les canaux physiques, qui sont définis .comme pouvant transporter des données

sont aucune protection. Ainsi, à chaque canal de transport, l‟UTRAN associe une liste d‟attribues,

appelée TFS (Transport Format Set), destinée à représenter le format et la manière dont les données

sont transmises, Afin d‟utiliser les ressources radio le plus efficacement possible.

1.5.2.1 Les canaux de transport dédiés

DCH (Dedicated Channel) : est le seul canal de transport dédié. Il peut être utilisé dans le sens montant

ou descendant. En raison de la séparation des notions de canal logique et canal de transport, le DCH

n‟est pas typé par utilisation. Ainsi, lorsque le réseau décide d‟allouer les ressources dédiées à une

communication mobile – réseau, les canaux logiques DCCH et DTCH seront chacun supportés par un

unique DCH si leurs contraintes de qualité de service sont compatibles.

1.5.2.2 Les canaux de transport communs

BCH (Broadcast Channel) : le BCH est cansal descendant qui diffuse, à débit fixe et assez faible, les

informations spécifiques à une cellule.

PCH (Paging Channel) : canal descendant qui sert pour la diffusion des informations de contrôle à un

mobile dont le réseau ne connaît pas la localisation.

RACH (Random Access Channel), canal montant, qui transporte les informations de la demande

d‟accès initial au réseau.

FACH (Forward Access Channel), utilisé dans le sens descendant pour transporter des courts paquets

utilisateurs.

DSCH (Downlink Shared Channel), ce canal est une variante de FACH. Il est partagé entre plusieurs

mobiles, et transporte des informations de données ou de control.

1.5.3 Les Canaux physiques

Le canal de transport, caractérisant la manière dont les informations sont transmises sur l‟interface

radio. Un canal physique peut supporter plusieurs canaux de transport ou un canal de transport soit

supporté par deux canaux physiques distincts.

1.5.3.1 Les canaux physiques en downLink

1.5.3.1.1 Les canaux communs (Common Downlink Physical Channels)

P-CCPCH (Common Control Physical Channel (Primary)):

Ce canal Transmet le BCCH (Broadcast Control Channel) c‟est-à-dire tous les informations du système.

La transmission de ce canal est continue et uniforme sur toute la cellule le code du canal est identique

pour toutes les cellules(Code C256,1 ).


INPT Juin 2010 17

Ce canal est multiplexé en temps avec le canal physique de synchronisation (10% pour SCH)

BCH Spreading Factor = 256 1 Slot = 0.666 mSec = 18 BCH data bits / slot

Figure 9 : Multiplexage de Canal SCH est BCH

SCH Synchronization Channel

P-SCH : Ce canal est un Code PSC (code Gold de 256 chips) Non modulé Transmis au début de

chaque slot (1/10ème du slot), la Séquence est commune à toutes les cellules. Il est utilisé pour aider

les UEs pour identifier la présence de WCDMA et pour faire la synchronisation slot

S-SCH : Ce canal est un groupe Code de 256 chips SSC={SSC0 ;SSC1 ;……SSC14}

Il aide les UEs à faire la synchronisation trame.

S-CCPCH (Common Control Physical Channel (Secondary))

- Transmits idle-mode signaling and control information to UE‟s

P-CIPCH Common Pilot Channel

Transmet une séquence de bits de référence (pilot)

Figure 10 :canal P-CIPCH

S-CIPCH Secondary Common Pilot Channel (for sectored cells)

PDSCH Physical Downlink Shared Channel: Transmits high-speed data to multiple users

1.5.3.1.2 Les canaux dédiés(Dedicated Downlink Physical Channels)

DPDCH Dedicated Downlink Physical Data Channel

DPCCH Dedicated Downlink Physical Control Channel

Figure 11 : Multiplexage des canaux DPDCH et DPCCH


INPT Juin 2010 18

TPC : Transmit Power Control FBI : Feedback Information

TFCI : Transport format combination indicator Pilot : Séquence de référence

1.5.3.1.3 Les canaux d‟indication (Downlink Indication Channels)

AICH (Acquisition Indication Channel) :C‟est le canal qui indique que le système a reçu la tentative de

l‟accès aléatoire d‟UE

PICH (Page Indication Channel): informe le UE de superviser la trame de Paging suivante.

AP-AICH Access Preamble Indication Channel : Indique que la NodeB a reçu la tentative de l‟accès

Paquet

CD/CA-ICH: Il confirme qu‟on n‟a pas d‟ambiguïté entre le UE en a Packet Access attempt

CSICH : Diffusion des informations de l‟état de la disponibilité des canaux paquet.

1.5.3.2 Les canaux physiques en Uplink

1.5.3.2.1 Les cannaux communs (Common Uplink Physical Channels)

PRACH Physical Random Access Channel : Utilisé par l‟UE pour initialiser l‟accès au BS

PCPCH Physical Common Packet Channel : Utilisé pour envoyer les données en mode non

connecte

1.5.3.2.2 Dedicated Uplink Physical Channels

DPDCH Dedicated Uplink Physical Data Channel

DPCCH Dedicated Uplink Physical Control Channel

1.6 Contrôle de puissance

Les systèmes basés WCDMA sont connus pour la sensibilité de leur interface air aux interférences.

Ceci est dû au fait que tous les utilisateurs transmettent tous à la même fréquence, avec chacun un code

qui le caractérise. Pour remédier à cette sensibilité, une bonne gestion de cette interface s‟avère

nécessaire. En effet, le contrôle de puissance Surveille d‟une façon continue la qualité du lien radio en

ajustant la puissance de la NodeB et du UE. Le but de cette fonction est de s‟assurer que chaque

utilisateur dans le réseau ne reçoit et transmet que l‟énergie suffisante au maintien d‟une connexion.

En UMTS, deux boucles de contrôle de puissance fonctionnent en parallèle. Une première boucle

ouverte assez lente permet d'initialiser la transmission. Mais c'est surtout une deuxième boucle de

contrôle de puissance, dite fermée, transmettant des commandes d‟ajustement, qui constitue une

avancée importante.


INPT Juin 2010 19

Figure 12 : Contrôle de Puissance

1.6.1 Contrôle de puissance en boucle ouverte (Open Loop Power Control)

Appelée aussi la boucle ouverte, elle sert à fixer la puissance initiale transmise du PRACH et DPCCH

en UL. Pour ce faire, le UE continue à envoyer des préambules au RNC jusqu‟à réception d‟un AICH

avec indication positive. À chaque fois le UE augmente la puissance du préambule.

1.6.2 Contrôle de puissance en boucle fermée (Closed Loop Power Control )

Cet algorithme est subdivisé en deux boucles, interne et externe :

1.6.2.1 Boucle externe de contrôle de puissance (Outer Loop Power Control, OLPC)

Le but de ce mécanisme est d‟ajuster la SIR Target au niveau de la BTS et du UE pour garder une

qualité constante, correspondant à un certain BLER Target.

1.6.2.2 Boucle interne de contrôle de puissance (Inner Loop Power Control)

Cette boucle a été mise en place pour suivre les évanouissements de multitrajet pour une large valeur

de vitesses de mobiles , puisque le Eb/No reçu peut être gardé stable ,alors que la puissance transmise

est variante en pics.


INPT Juin 2010 20

2. High Speed Downlink Packet Access

HSDPA est une fonctionnalité importante de la technologie CDMA large bande WCDMA (wideband

code division multiple access). Elle permet d'avoir des débits de transmission élevés en Downlink

supportant ainsi les services multimédia. HSDPA assure une grande vitesse de transmission de

données pour les terminaux 3G garantissant ainsi aux utilisateurs des débits indisponibles

précédemment à cause des limitations qui existaient au niveau du réseau accès radio (RAN). HSDPA

améliore nettement le débit pic de téléchargement de la valeur courante 384 kbps jusqu‟à un débit pic

de téléchargement théorique de 14.4 Mbps disponible dans la solution P6 de Ericsson avec l‟usage de

15 codes d‟étalement et en absence du codage canal.

En plus de la capacité et les améliorations de débit de données, un autre avantage de HSDPA est

qu'elle exige seulement des investissements marginaux sur le réseau WCDMA courant parce qu'elle

peut être déployé en utilisant de petites mises à jour soft, et n'exige pas complètement une toute

nouvelle structure de réseau, préservant ainsi les investissements actuels de déploiement du réseau

UMTS. HSDPA est aussi compatible avec les releases précédents et permet l'introduction graduelle de

la technologie. Toutes ces améliorations permettent à l‟opérateur d‟offrir ses services à un coût de bit

inférieur.

2.1 Les principes généraux de l’HSDPA :

Plusieurs principes ont permis d‟augmenter le débit en downlink de l‟UMTS vers HSDPA :

2.1.1 TTI court

La durée de l'intervalle de temps de transmission (TTI pour Transmission Time Interval) passe de

10ms pour le R99 à 2ms dans le cas du HSDPA. Ceci permet de réduire le temps d'aller-retour RTT

(Round Trip Time) et par conséquent offre une meilleure performance pour l‟interactivité avec

TCP/IP. Le court TTI permet également de bénéficier d‟autres fonctionnalités comme le fast

scheduling , le H-ARQ et l‟AMC .

2.1.2 La transmission de canal partagé

Figure 13 : principe de HSDPA


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En HSDPA, un nouveau canal transport est introduit appelé HS-DSCH. Avec la transmission de canal

partagé, un certain nombre de codes Orthogonaux et de la puissance totale est considérée partagées.

L‟avantage de cette transmission est de réduire les risques de capacité limitée en code.

La RBS alloue dynamiquement les codes aux utilisateurs sur une période de 2ms.

En P5, le multiplexage en code permet d‟allouer le canal HS-DSCH à plusieurs utilisateurs à la fois en

un TTI donné, ce qui augmente la capacité du système.

Figure 14 : Transmission de canal partagé

2.1.3 Modulation et codage adaptatif (AMC)

Dans le but d‟améliorer la performance d‟un système, en termes de débit de données et de

fiabilité de la couverture radio, le signal transmis vers et par un utilisateur particulier est

modifié de façon à prendre en compte les variations de la qualité du signal à travers un

processus connu sous le nom d‟adaptation du lien radio, connu également sous le nom de

AMC.

Auparavant, les systèmes à base de CDMA utilisaient le contrôle de puissance rapide

comme méthode privilégiée afin d‟implémenter l‟adaptation du lien radio. Récemment,

l‟AMC s‟est révélé être une méthode alternative promettant d‟améliorer globalement la

performance du système. L‟AMC fournit la flexibilité d‟adapter la combinaison modulation-

codage aux conditions moyennes du canal radio pour chaque utilisateur.

Avec l‟AMC, la puissance du signal transmis est maintenue constante pendant toute la durée

de la trame, en faisant varier le nombre de codes parallèles pouvant être supportés par un

terminal et le taux de codage en fonction de la qualité actuelle du signal reçu.

2.1.4 Modulation d’ordre plus élevé

Une nouvelle modulation est proposée dans la Release 5, la modulation 16QAM qui soutient 4

bits/symboles au lieu des 2 bits/symboles de la modulation QPSK. Les débits sont ainsi augmentés de

manière significative. La modulation 16QAM requiert de bonnes conditions de canal et une bonne

performance des récepteurs comparés à la modulation QPSK. La décision d‟une transmission en

16QAM ou QPSK est faite dans le réseau en utilisant la qualité du canal d‟information provenant du

mobile via un canal de contrôle montant (HS-SCCH). En effet, les mobiles HSDPA effectuent des


INPT Juin 2010 22

mesures de la qualité du canal physique descendant et transmet un indicateur de qualité de canal (CQI :

Channel Quality Indicator) dans le canal de contrôle montant HS-SCCH.

Figure 15 : 16QAM vs QPSK

2.1.5 Mécanisme de retransmission hybride ARQ (HARQ)

Afin d‟assurer la fiabilité de transmission, la technologie HSDPA introduit le Mécanisme de

retransmission Hybride HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest). Dans le mécanisme de

ARQ(Automatic Repeat reQuest), dans le cas de détection d‟une trame erroné la supprime et

on demande sa retransmission. Par contre dans le mécanisme de HARQ on ne supprime pas

la trame erronée mais on la combinée avec la nouvelle pour récupérer la trame perdu.

On distingue deux variantes de l‟HARQ selon que l‟on combine ou non les retransmissions :

Chase combining :

Consiste à retransmettre la même trame de données codées. Le décodeur au niveau du

récepteur combine ces copies multiples du paquet envoyé, pour récupérer la trame envoie.

Incremental Redundancy (IR)

Contrairement à la précédente qui envoie des répétitions simples de la trame encodée,

envoie une information redondante additionnelle d‟une manière incrémentale si le

décodage échoue à la première tentative.

Figure 16 : les types de HARQ


INPT Juin 2010 23

Il est à noter qu‟avec la deuxième variante, on obtient de meilleures performances, mais elle

nécessite plus de mémoire dans le récepteur du terminal mobile pour stocker les

informations de redondance.

2.1.6 Ordonnancement Rapide

L‟ordonnancement permet de déterminer à quel utilisateur il convient de transmettre dans un intervalle

de temps donné. C‟est un élément déterminant dans la conception puisqu‟il répartit l‟allocation du

canal entre les utilisateurs et ainsi, d‟une manière générale, détermine le comportement global du

système. L‟HSDPA utilise la méthode de maximum C/I(Signal sur Interférence). En effet, Le Max

C/I dessert l‟utilisateur tous les TTI avec le débit supportable instantané le plus élevé.

Pendant chaque TTI, le canal HS-PDSCH est alloué à l'utilisateur ayant les meilleures conditions de

canal. En fait, le Node-B utilise l'indicateur de qualité de canal (CQI) rapporté par la procédure

d'adaptation de lien et alloue le canal HS-PDSCH à l'utilisateur avec le meilleur SIR (Signal sur

interférence). Ce principe de service possède des avantages évidents en termes de capacité de cellule,

mais il en résulte une absence d‟équité de débit car les utilisateurs ayant de mauvaises conditions radio

de canal sont desservis d‟une manière moins fréquente.

2.2 Architecture protocolaire et structure des canaux introduits

2.2.1 Pile protocolaire

Une nouvelle couche MAC-hs (Medium Access Control – Hight Speed) comme l‟indique la figure ci-

dessous est ajoutée au niveau du Node B pour supporter le trafic dû à HSDPA et qui implémente les

fonctionnalités d‟adaptation de lien radio, de l‟ordonnancement des paquets, de HARQ et le contrôle

de flux entre RNC et NodeB . Par contre les couches supérieures à savoir MAC-d et RLC (Radio Link

Control) restent similaires à celles du réseau UMTS Release 99 dont ces fonctionnalités sont Le

Multiplexer les canaux logiques dans les canaux de transport, la Sélection de format de transport

adéquat, le Traitement des priorités, Faire le multiplexage et le démultiplexage des PDUs (Packet Data

Unit) de la couche RLC et Effectuer les mesures sur le volume du trafic.

Figure 17 : la pile protocolaire de HSDPA


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2.2.2 Canaux HSDP

HSDPA a été conçu pour supporter des pics de débit de donnée de 14.4 Mbps dans une cellule.

L‟amélioration majeure de l‟UTRAN est l‟introduction du nouveau canal transport et trois canaux

physiques :

Figure 18 : les canaux physiques de HSDPA

HS-DSCH High Speed Downlink Shared Channel

Un canal de transport. Il transporte les données utilisateurs.

HS-PDSCH High Speed Physical Downlink Shared Channel

Le canal HS-DSCH est mappé sur un ou plusieurs canaux physiques introduits en DL appelés HS-

PDSCH. Ce canal est transféré sous forme de sous trame de 2ms utilisant un ou plusieurs CO avec un

SF=16. Ce canal n‟est pas contrôlé en puissance.

HS-SCCH High Speed Shared Control Channel

Ce canal transporte les données de signalisation pour un seul UE. Comme il se peut qu‟un canal HS-

DSCH soit transmis à plusieurs utilisateurs (multiplexage de code), plusieurs canaux HS-SCCH

(maximum 4) seraient indispensables dans une seule cellule.

Ce canal utilise un facteur d‟étalement égal à 128. Il est envoyé une fois toutes les 2ms et comporte les

informations relatives au format de transport telles que le schéma de modulation, le code de

canalisation à utiliser, et la taille du block de transport.

L‟UE devrait commencer par décoder le canal HS-SCCH pour connaître le schéma de codage

HS-DPCCH High Speed Dedicated Control Channel

Ce canal transporte les informations de signalisation de la couche physique en UL. Il a un SF constant

de 256. Le premier slot transporte les informations d‟ACK/NACK relatives au mécanisme de l‟HARQ

et les deux derniers slots le CQI.


INPT Juin 2010 25

Tableau 1 : les paramètres des canaux de HSDPA

2.3 Allocation dynamique de puissance

Après avoir servi les canaux communs et les canaux dédiés, la puissance restante sera assignée au

canal de transport HS-DSCH. Ceci est possible car contrairement aux canaux dédiés, ce canal n‟est pas

contraint à garder un débit constant et n‟est pas contrôlé en puissance.

Figure 19 Allocation dynamique de puissance

2.4 Le contrôle de code HSDPA

Le contrôle de code HSDPA permet de changer le nombre de codes alloués au canal HS-PDSCH dans

une cellule donnée en prenant en considération les codes disponibles dans la cellule et la RBS.

Le contrôle de code HSDPA inclut aussi l‟algorithme qui détermine exactement les codes choisis dans

l‟arbre pour les canaux HS-SCCH et HS-PDSCH.


INPT Juin 2010 26

L‟allocation des codes HS-PDSCH doit se faire à partir de la droite de l‟arbre, cela veut dire que le

code C16,15 suivi du code C16,14. Tout en respectant que les codes alloués à HSDPA soient

adjacents.

Lors de la configuration HSDPA, l‟allocation des codes DCH est prioritaire en utilisant les indexes de

gauche vers la droite pour éviter d‟occuper les canaux adjacents à HS-PDSCH.

Les canaux HS-SCCH sont eux configurés de la même façon qu‟avec les codes DCH.

3. Conclusion

Dans ce chapitre nous avons étudié le systéme UMTS et les améliorations apportées par la technologie

HSDPA. Ces améliorations sont possibles grâce aux différentes techniques mises en place par les

constructeurs d‟équipements à base des spécifications techniques de l‟organisme de standardisation de

la troisième génération 3GPP (Third Generation Partnership Project). Ainsi le HSDPA offre

beaucoup d‟avantages par rapport à l‟UMTS tels que l‟utilisation d‟une bande passante importante

combinée avec un délai court de la transmission des données et l‟augmentation de la capacité de

transmission sans avoir besoin de fréquences supplémentaires.

Les besoins des utilisateurs étant toujours plus grands, et leur nombre ne cessant de s‟accroitre, il est

tout à fait logique pour l‟opérateur et pour le constructeur des équipements de penser à la phase

suivante qui est celle du contrôle des performances en guise d‟optimisation du réseau afin de

poursuivre les exigences de la clientèle et d‟étendre le réseau si le besoin est constaté.


INPT Juin 2010 27

Chapitre 2 : Planification d’un réseau 3G « UMTS »

1. Introduction :

La planification est la première étape dans la mise en œuvre d‟un réseau. Elle est indispensable et

critique puisqu‟il est à la base de tous les travaux qui vont avoir lieu par la suite en se basant sur les

données de l‟équipe de la planification. Au cours de mon stage je me suis impliqué dans un projet de

mise en service des nouveaux sites 3G. Dans ce projet j‟ai été chargé de déclarer les relations de

voisinage pour les nouveaux sites et de l‟attribution des Scrambling codes pour toute la zone.

2. Capacité de système WCDMA :

La capacité réelle d'une cellule CDMA dépend de nombreux facteurs différents, tels que la

démodulation du récepteur, la précision de contrôle de puissance, et la puissance des interférences

réelles introduites par d'autres utilisateurs dans la même cellule et dans les cellules voisines. Nous

présentons une description de la capacité du système CDMA en prenant en considération l‟existence

de plusieurs utilisateurs dans la bande.

Dans la communication numérique, nous sommes d'abord intéressés par Eb / N0( l'énergie bit par la

densité de puissance de bruit) car il influence directement le BER ( bit error rate) qui a un impact

directe sur la qualité de service .

Eb=Ec*SF Eb/N0=(Ec/N0)* SF

Avec SF est le facteur d‟étalement (ou processing gain Gp). Ec est l‟énergie Chip.

Ec/N0 = SNR calculé au niveau de récepteur.

Donc Eb/N0= SNR* GP

En réalité Eb/N0= SNR* GP /

: est le Facteur d‟activité vocale. On observe le bruit gaussien que pendant des temps où on est actif.

En générale

SNR= S/(N0 + I0)


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Avec S est le signal d‟un Utilisateur est I0 est la somme des énergies des autres utilisateurs connectent

au Node-B.

Pour un utilisateur K on a la relation suivante :

(Eb/N0)k = (1/ k)

∑

* k

I total ∑ l‟énergie totale reçue par la Node-B

(Eb/N0)k = (1/ k)

* k

Pour augmenter le débit il faut diminuer le facteur d‟étalement (Gp) ce qui demande une augmentation

de la puissance.

Facteur de charge (Load fator) : c‟est la contribution d‟un utilisateur donné dans la charge totale du

système. Il dépend du type de service.

Lk = Sk / Itotal =1/Mk

(Eb/N0)k = (1/ k)

* k Lk= k*(Eb/N0)k / k

Facteur de charge total de la cellule. ηup=∑ < 1

La somme des Facteurs de charge de tous les utilisateurs est inferieur à 1 due au bruit.

Pour N utilisateur qui utilisent le même service ( Lk est le même pour tous les Users), la charge de

Node-B est égale :

N* *(Eb/N0)/ p

Si on a N utilisateurs qui utilisent le service voix et K utilisateurs utilisent l‟appel vidéo on va avoir

une charge égale :

N* voix* (Eb/N0)/ voix + K* vidéo* (Eb/N0)/ vidéo

Exemple:

La bande est 3.84 MHz (W-CDMA).

L‟activité de voix/ data= 0.5

La probabilité d‟erreur demandé est Pe=10-3 (Eb/I0 = 5.62 with a QPSK modulation).

Le débit bit est 30 Kbps.

Le nombre maximum des utilisateurs est Nmax 44


INPT Juin 2010 29

3. Allocation de voisinage :

Le réseau cellulaire transfère la connexion entre un téléphone mobile et le réseau et d‟une cellule à

une autre « HandOver ». Dans un réseau GSM, deux cellules seulement (Source Cell et Target Cell)

participent à cette action alors que dans les réseaux UMTS, ce sont des groupes de cellules administrés

dans des « Active Sets » (jeux de cellules actives). Afin de pouvoir transférer une communication

existante à une autre cellule, les cellules UMTS proches d‟une station de base doivent être identifiées.

Pour cela, des « listes de voisinage » sont stockées dans toutes les stations de base avec les

informations de voisinage. La capacité disponible dans le jeu des cellules actives est limitée et seules

les stations de base admises dans ces listes peuvent contribuer au maintien de la liaison. Donc au cours

d‟allocation de voisine il faut respecter Les contraintes suivantes :

Nombre de voisines est limite (maximum 15 cellule).

Distance maximale entre deux cellules prises en considération dans les calculs : elle varie entre

6 km pour les zones urbaines et 10 pour les zones suburbaines.

Pour chaque cellule on déclare :

Les cellules de première couche (qu‟ont une visibilité directe avec la cellule considérée)

Les cellules de deuxième couche (ils n‟ayant pas une visibilité direct avec la cellule considérée

mais sont signal peut être détecté par un mobile connecté à la cellule considérée)

Pour facilité la tâche d‟identification des cellules voisines on utilisant un outil « MapInfo » qui nous

aide à afficher les sites sur la map. La figure ci-dessus montre les sites qu‟il faut déclarer comme

voisines au 1 secteur de site A (A1) :

Figure 20 : les relations de voisinage d‟une cellule


INPT Juin 2010 30

Chaque relation de voisinage doit avoir une priorité de sélection pour prioriser une par rapport aux

autres et pour aider le UE à choisir les cellules de l‟Active set. Les priorités sont allouées par plages de

distance non par la distance. Ainsi il sera facile de mettre à jours les priorités de nouveaux sites.

3.1 Allocation de priorité de sélection par distance :

Pour allouer une priorité de sélection à une relation de voisinage on il faut prendre en considération

les règles ci-dessus:

L‟estimation de la distance des voisins doit être basée sur les coordonnées GPS.

Trie les distances estimées par un ordre croissance.

La priorité 1, la plus basse, est donnée aux cellules de co-site.

On incrémente la priorité par 1 à chaque augmentation de la distance.

3.2 Allocation de priorité par plage de distance :

Le tableau ci-dessus donne la priorité de sélection de chaque plage de distance (la valeur minimale de

chaque plage est exclue) :

La plage La priorité de sélection

Les cellules Co-site 1

Distance entre 0m et 250m 2









Distance supérieures à 5000 m 11

Tableau 2 : La priorité de sélection en fonction de plage de distance utilisé par Ericsson

4. Allocation des Séquences PN

Dans un système WCDMA un canal logique (pilote, la pagination, la synchronisation, ou le canal de

trafic) est séparé des autres canaux logiques par les codes orthogonaux. Chaque canal logique est

multiplié par la séquence PN assignée à la station de Base NodeB. Cette multiplication par la séquence

PN est faite pour fournir une autre couche d'isolation entre les liens ayant de stations de base

différentes.


INPT Juin 2010 31

En réalité, les stations de base adjacentes utilisent des séquences PN différentes. La différence entre

les séquences PN assure à ce que tous les canaux logiques d'une station de base soient séparés des

canaux logiques d'une autre station de base. Donc il faut que chaque station de Base ait une séquence

PN différente par rapport aux autres.

4.1 Les séquences PN :

Chaque séquence PN est générée en utilisant un registre à décalage avec 15 éléments de retard

(bascule). Donc La longueur d'une telle séquence PN est d'environ 215

, ou 32.768 chips. Si on décale

une séquence PN par un chip, nous avons effectivement généré une séquence PN différente. Par

conséquent, on a théoriquement environ 32.768 différentes séquences PN.

Figure 21 : registre à décalage

Donc nous avons 32.768 séquences PN disponibles pour attribuer aux stations de base différentes!

Le problème c'est que la différence d'un chip entre les séquences PN nous donne qu‟une fiable

isolation dans l‟environnement de communication mobile. En effet, le débit de transmission est 3,84

Mcps donc la durée de chaque chip est :

Tc=1/(3,84*106

)s = 0,26*10-6

.

Cette durée est correspondant à une distance D=0,26*10-6

*(3*108)= 78m

Si on a Deux stations de Base utilisant des séquences PN différentes l‟une de l‟autre par un seul chip,

Et on a un mobile qu‟est loin de station 1 par 156m (correspondant à 2 chips) et de station 2 par 78m

(Correspondant à un chip). La séquence PN utilisé par la Station 1 arrive au Mobile avec un retard de 2

chips et la séquence PN utilisé par la Station 2 arrive au Mobile avec un retard d‟un chip. Donc le

mobile ne peut pas faire la distinction entre ces deux Séquences PN.


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Figure 22 : Une situation d‟un mobile ne peut pas distinguer les PN reçus de deux RBS.

Afin de fournir plus d'isolation entre les séquences PN attribué (utilisé), la norme précise que les

séquences PN utilisées doit avoir une distance minimale de 64 chips entre eux. Chaque séquence PN

utilisable est définie par son PN offset. Par exemple, une séquence PN avec décalage 1 est différente

d'une séquence PN avec décalage 0 par 64 chips. La distance minimale entre deux séquences PN

successive est 64 chips, donc le nombre total de séquences PN utilisables est : 32.768 / 64= 512.

4.2 Méthode d’allocation de séquences PN :

Pour mieux réutiliser ces codes et minimiser les interférences Ericsson propose une méthode simple

consiste à grouper les Séquences PN en 8 groupe, chaque groupe contienne 21 sites (3secteur par

Site).

Puisque nous avons juste 512 séquence PN, nous devons alors définir une méthode pour les assigner

aux différents secteurs du réseau, de tel sorte que nous évitions les interférences entre les secteurs qui

ont la même séquence PN ou entre les secteurs qui ont des PNs adjacent. Afin d‟effectuer une

planification robuste, ERICSSON adopte une approche qui se base sur l‟expérience plutôt que sur un

calcule mathématique.

On regroupant les 512 PNs en 8 groupes contienne 61 PN s. le tableau suivant illustre le premier

Groupe de séquence PNs utilisé par ERICSSON :

Group 0

SI TE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

S1 0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 336 360 384 408 432 456 480

S2 8 32 56 80 104 128 152 176 200 224 248 272 296 320 344 368 392 416 440 464 488

S3 16 40 64 88 112 136 160 184 208 232 256 280 304 328 352 376 400 424 448 472 496

S3 16 40 64 88 112 136 160 184 208 232 256 280 304 328 352 376 400 424 448 472 496

Tableau 3 : Le premier Groupe de Plan de Scrambling Code


INPT Juin 2010 33

Comme il montre le tableau on fait une séparation de 8 SC entre les cellules de même groupe.

Dans le cas pratique On divisant le territoire en des motifs dont le nombre de cellules est inferieur à

21 sites et chaque motif utilise un groupe de PN. Nous n‟utilisons que les sept premiers groupes dans

la première phase, le huitième groupe sera utilisé dans les motifs dont le nombre de sites dépasse 21, à

cause de l‟implémentation des nouveaux sites. Comme ça nous évitions la replanification de réseau

lors de l‟ajout de nouveaux sites. La figure ci-dessus illustre un exemple de sectorisation de réseau en

Motifs :

Figure 23 : Prise d‟écran des sites regroupés en clusters.

La figure ci-dessus illustre l‟approche utilisée par Ericsson pour la séparation des séquences PN sur

les différents secteurs. Chaque motif contient 21 Node-B au maximum de telle façon que la PN de

premier secteur et celui mentionné sur la figure et il suffit de décalé de 8 pour obtenir la PN du

deuxième secteur et de même pour obtenir le troisième :


INPT Juin 2010 34

Figure 24 : la répartition des SC sur les Sites

5. Conclusion :

Vers la fin de cette phase chaque cellule du réseau doit avoir une liste de voisines avec les quelles elle

effectuera le Handover pour assurer la fonction de mobilité dans ce réseau, et un scrambling code.

Apres cette étape l‟operateur mis en service ces sites puis viennent la phase de réglage initiale.


INPT Juin 2010 35

Chapitre3 : Tuning d’un réseau 3G

1. Introduction :

La phase de Tuning ou de réglage est faite dans le but de fournir aux opérateurs une description

détaillée des problèmes sous-jacents qu‟il convient d'adresser liés à la phase du design. Le Tuning est

lancé quand tous les nœuds nécessaires sont installés et opérationnel et quand le réseau est stable et

non encore commercialement utilisé (Tuning sans le client). Il est aussi exécuté quand de nouveaux

sites sont installés dans des zones commercialement lancées (Tuning avec le client).

Dans ce chapitre nous allons nous servir pour analyser des différents outils logiciels utilisés par les

ingénieurs radio au sein d‟Ericsson. Ces outils sont MapInfo qui est un outil puissant de SIG et de

représentations des informations géographiques complexes et le logiciel propriétaire d‟Ericsson appelé

TEMS qui sert entre autres à effectuer les enregistrements lors de drive test pour pouvoir les analyser

ultérieurement.

2. Les étapes de tuning :

Le tuning se fait suivant plusieurs étapes illustrées dans le schéma suivant et décrites ci-dessous :

Figure 25 : Les étapes de l‟Initial tuning

2.1 Préparation

Les préparations du tuning initial se font par :

Vérification du design :

- Avoir un aperçu général sur le design en vérifiant les plots de couverture EcNo et RSCP


INPT Juin 2010 36

- Avoir une idée sur les critères de couverture imposées par l‟opérateur notamment les valeurs

cible des différents indicateurs de performance (taux de coupure, taux de blocage)

- Connaître les paramètres des antennes : Tilt mécanique et/ou électrique, hauteur d‟antennes,

puissance d‟émission.

- La configuration des sites : positionnement, les pertes des feeders, nombre de porteuses

- D‟autres informations générales relatives au modèle de prédiction utilisé.

Définition des clusters et des parcours des Drive tests :

- Planification des clusters avec un maximum de 10 à 15 sites. Les sites d‟un même cluster

doivent appartenir au même RNC.

- S‟assurer que le parcours passe par toutes les cellules et les zones importantes du cluster.

- Le parcours doit être choisi de telle sorte que le soft et softer handover soient observés et

évalués.

Avant d‟effectuer un drive test, il faut s‟assurer que :

- Toutes les cellules d‟un cluster donné sont opérationnelles.

- Aucune autre activité n‟est planifiée dans ce cluster lors du drive test

- Aucune autre activité au niveau du réseau cœur n‟est planifiée ou s‟il y en a en être averti

avant le Drive test.

2.2 Drive Test

Les Drive tests comme leur nom l‟indique consistent en des tests sur les performances du réseau en

parcourant les rues avec une voiture, ils donnent des informations sur la voie descendante entre la

NODE-B et la UE.

Pour réaliser un drive test on a besoin de :

Mobile(s) à trace : ils donnent une première impression vis-à-vis de la performance du réseau.

Ils sont configurés comme suite :

- Appel court : on configure le UE pour faire des appels courts (durée de 2min, séparés aves

un intervalle de temps de 30s).

- Appel long : on configure le UE pour faire des appels longs (durée indéterminé avec

recomposition automatique du numéro en cas de déconnexion).

- Session PS : on configure le UE pour télécharger des fichiers.

- Appel vidéo

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

Un véhicule pour le déplacement

Geographical position System GPS : pour la localisation géographique des points de mesures.


INPT Juin 2010 37

Software spécial installé sur un ordinateur Portable : pour l‟acquisition, l‟enregistrement et le

traitement des mesures récupérées le Software qu‟on a utilisé est TEMS Investigation data

collection.

La connexion des équipements se fait de la façon suivante :

Figure 26 : Connexion des équipements

L‟objectif du Drive Test est de vérifier que la NODE-B est fonctionnelle d‟un point de vue RF. Il

s‟agit, en effet, de tester et d‟évaluer les éléments suivants :

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

pour s‟assurer du bon fonctionnement de la NODE-B.

Le débit des données et le temps de latence seront mesurés pour s‟assurer du bon

fonctionnement du data service

Chaque PN sera validé pour s‟assurer qu‟il a été transmis à travers l‟antenne appropriée et dans

la bonne direction.

La puissance nominale de transmission et de réception sera vérifiée pour s‟assurer qu‟il n‟y a

pas de problèmes de câblage d‟antennes.

EcNo et RSCP seront vérifiés pour s‟assurer qu‟il n‟y a pas de problèmes de bruit ni

d‟interférences.

Les paramètres RF tels que : la liste des voisins, la fenêtre de recherche, et les paramètres du

handoff seront vérifiés pour s‟assurer que la base de données est mise à jour.

Les fonctionnalités du handoff seront testées pour s‟assurer que la station de base effectue le

contrôle de l‟appel correctement.

Les performances de la voix (Access-Failure, Call drops . . .)

Les performances de la Data (débit et autres)

La couverture du signal (puissance nominale de transmission et puissance de réception)


INPT Juin 2010 38

Les différents types du Handover (Softer Handover, Soft Handover et inter-Rat Handover)

Les éléments suivants doivent être pris en considération durant le drive test :

Les chemins de test doivent être à l‟intérieur de la couverture

Éviter la répétition du même de trajet

Parcourir le plus possible à travers les routes présentant des obstacles

Essayer de tester avec la même vitesse (30 à 50km/h)

2.3 Analyse et Post-processing :

Une fois les données collectées, on passe à la phase de post processing et de l‟analyse qui consiste à

analyser les différents LogFiles pour identifier les problèmes majeurs de l‟environnement radio et

proposer les changements adéquats par la suite. les outils utilisés pour ceci sont :

TippMacro : une macro excel dont les inputs sont les logfiles exportés en format Excel, et le

celfile généré pour chaque cluster. Les outputs sont les valeurs des différents KPI sous format

Excel et des tables MapInfo.

MapInfo : Les parcours et les fichiers MapInfo .tab sont visualisés sur MapInfo. Ceci permet de

détecter les zones à problème et l‟emplacement des coupures et blocages d‟appels.

L‟analyse se fait en trois phases :

Tuning du canal pilote.

Tuning de la partie CS du réseau.

Tuning de la partie PS du réseau.

3. Tuning du canal pilote

Les mesures du canal pilote sont primordiales pour évaluer les caractéristiques de la propagation radio,

la réussite de Handover et des sélections de cellules. L‟analyse du canal pilote repose sur la

vérification de La couverture du canal pilote, elle se fait par scanner la valeur du CPICH RSCP et

EcNo de la cellule serveuse. La valeur du CPICH-EcNo doit dépasser un seuil qQualMin et celle du

CPICH-RSCP la valeur qRxLevMin.

Ces valeurs sont négociées avec le client mais ne doivent pas être inférieures respectivement à -16dBm

et -111dBm.

Les problèmes causant les trous de couverture sont :


INPT Juin 2010 39

Feeders échangés (swapped feeders) : dans le cas où il y a une différence entre le SC planifié

et le SC transmettant dans une zone donnée, le feeder du premier secteur peut être connecté au

deuxième secteur.

Cellule over-shooter : Quand une cellule est la cellule serveuse dans une zone éloignée de sa

zone de couverture planifiée.

Pilot pollution : Les interférences peuvent être détectées dans les zones où l‟on a un bon

niveau de champ et une mauvaise qualité. Par exemple pour des valeurs de RSCP supérieures à

-100dBm et Ec/No inférieur à -12dB. Cette dégradation de qualité est due aux interférences

causées par la présence d‟autres signaux reçus avec un bon niveau de champ provenant de

plusieurs cellules.

On parle du pilot pollution si l‟on a plusieurs cellules (plus de 3) à l‟Active set. Un site peut être

considéré comme étant dans l‟active set si son niveau de champ est proche au niveau de champ le plus

élevé. La différence entre ces niveaux de champ doit être inférieure à un seuil donné (3dB par

exemple, Donc tous les SCs ayant un RSCP>RSCPstrong-3dB appartiendront à l‟Active Set).

La couverture est classée en quatre niveaux. Pour chaque classe, un seuil pour la valeur du RSCP et

celle de l‟EcNo est précisé.

Scanner RSCP >= -94 -94 > RSCP >= -104 -104 > RSCP >= -119 RSCP < -119

EcNo >= -9 Niveau1

-9 > EcNo >= -13 Niveau 2

-13 > EcNo >= -18 Niveau 3

EcNo < -18 Niveau 4

Tableau 4 : La couverture classée par niveaux

4. Tuning de la partie CS

En analysant les appels CS, il faut commencer par le premier problème que l‟UE peut rencontrer

nommé l‟accessibilité. Si l‟UE ne peut pas se connecter au système, il ne peut pas maintenir l‟appel à

une certaine qualité. On s‟intéresse dans ce cas à :

4.1 L’accessibilité (ou analyse des appels bloqués)

L‟accessibilité exprime le pouvoir de l‟UE pour obtenir un service à une qualité satisfaisante. Pour

cela, on s‟intéresse au niveau des Drive tests aux mesures faites lors des appels courts. Il est essentiel

de noter que l'événement Blocage d‟appel arrive toujours pendant la phase de configuration d‟appel.

Les principales causes de blocage d‟appel sont :


INPT Juin 2010 40

4.1.1 Voisines non déclarées

Dans ce cas le blocage d‟appel se produit lorsque la cellule serveuse et les cellules voisines ont des

niveaux faibles de RSCP et /ou EcNo, avec l‟existence d‟autres cellules leurs RSCP et EcNo sont

acceptables et ne sont pas déclaré en tant que voisines.

Un exemple d‟un blocage d‟appel causé par une absence de voisinage. L‟UE est servie au début par la

cellule 49046 (SC = 387). Lors de l‟établissement d‟appel, la cellule 48007 (SC = 451 présente de très

bonnes conditions mais n‟est pas rajoutée à l‟Active Set. La cellule 48007 cause de très fortes

interférences. La cause de ce blocage est n‟est pas spécifiée explicitement par TEMS.

Figure 27: Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de voisine non déclarée

4.1.2 Mauvaise couverture

Le blocage d‟appel se produit lorsque les conditions radio sont médiocres dans la phase de

configuration d‟appel.

Exemple : les conditions radio sont très mauvaises au moment où l‟UE tente d‟initier un appel. Le

RCSP de la cellule serveuse =-121dBm et Ec/No=-21dB. [6]


INPT Juin 2010 41

Figure 28:Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de mauvaise couverture

4.1.3 Not Radio

4.1.3.1 Diconnexion à l’étape de l’etablissement de RAB :

Dans ce cas l‟environnement radio est bon mais pendant le Call set up après l‟envoie de message

« DL Call Proceeding » le reseau envoie un message de déconnexion dont la valeur de la cause, dans le

message de couche 3, est 127 ( Unspecified).

Figure 29: Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de mauvaise couverture


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4.1.3.2 Resources Unavailable (Congestion)

Dans ce cas le réseau envoie un message de déconnexion dont la valeur de cause est 47 (les

ressources non disponibles). Ce message est envoie après le setup de radio Bearer. L‟environnement

radio dans ce temps est bon.

Figure 30 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de Congestion

4.1.3.3 UE Sensitivity Fault

Dans ce cas le problème est au niveau sensibilité d‟UE « UE sensitivity fault ». D‟après les mesures

de l‟UE l‟environnement radio est faible lorsque l‟UE tente à lancer un appel mais le scanner montre

l‟inverse.

4.1.4 Le blocage d’appel anormal

4.1.4.1 Unclassified - Unanswered RRC requests

Dans ce cas, une demande de la RRC est envoyée, mais le réseau ne répond jamais avec un message

de RRC connection setup. Il n'est pas clair si oui ou non le réseau reçoit la demande de la RRC.

L'environnement radio dans la liaison descendante comme TEMS nous montre est bon.


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Figure 31 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de Unanswered RRC requests

4.1.4.2 CM Service Abort

Figure 32 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème CM Service Abort


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Dans ce cas, l‟UE essaie d‟établir un appel, mais un blocage d‟appel arrive. Selon les spécifications

3GPP :”Si la couche CM initie l‟établissement de la connexion MM, mais que la couche CM décide de

la bloquer, la station mobile doit envoyer un message CM SERVICE ABORT après avoir établi un

RRC Connection et avant l‟envoi du premier message CM (ex SETUP).

Dans ce cas, l‟utilisateur décide de ne plus établir l‟appel avant l‟envoi du message CM Service Setup,

Deux cas sont possibles: la décision est prise par l‟utilisateur lui même ou par l‟UE à cause de

mauvaises conditions radio

4.1.4.3 La défaillance de l’authentification et de la sécurité de UE

Dans ce cas les conditions radio sont acceptables pour établir une connexion mais le problème est

au niveau de la sécurité et la procédure d'authentification, ce qui provoque l‟échec de connexion et par

conséquent le blocage de l‟appel.

L'appel est publié normalement au cours d'établissement d'appel et 6 secondes après le réseau

envoie la commande de sécurité. Il y a un chronomètre pour la réponse correcte à cette commande de

sécurité, qui est fixé à 6 secondes. Cela indique un problème dans la sécurité et la réponse

d'authentification par l'UE.

4.2 La maintenabilité de la connexion (Retainibility ou analyse des dropped calls)

Les coupures d‟appel sont classées à partir de leur cause :

4.2.1 Absence de relation de voisinage

Figure 33 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de manque de voisine


INPT Juin 2010 45

La coupure d‟appel peut avoir quand le niveau de champ et la qualité du signal de la cellule serveuse

sont faibles, alors qu‟ils sont bons pour une cellule voisine non déclarée dans l‟Active set. Par

conséquent, le mobile ne peut pas effectuer de SHO vers cette cellule.

Exemple : La cellule serveuse a comme ID 61888 (SC = 205). Lors de l‟appel, la cellule 62096 (SC =

293) donne un niveau de champ plus élevé mais n‟est pas ajoutée au niveau de l‟Active Set du fait que

ces deux cellules ne sont pas déclarées voisines.

4.2.2 Mauvaise couverture

Dans ce cas la coupure se produit dans les régions où les conditions CPICH RSCP et / ou CPICH

EcNo ont des valeurs critiques et ne conviennent pas pour une bonne connexion.

Parmi les causes de mauvaise couverture on trouve :

Le site est en panne ou n‟exite pas dans cette zone.

Mauvaise configuration et positionnement des antennes.

Grande perte au niveau de câble (feeder) ou une faible puissance de sorite de RBS

Un niveau élevé d'interférence (externe, interne, de la coexistence, l'Inter-modulation)

Un réglage incorrect des paramètres de puissance de sortie des canaux de contrôle et de trafic.

Exemple : L‟environnement radio d‟après les rapports de mesure de l‟UE était défavorable. Le

RSCP de la cellule serveuse est de -127dBm et Ec/No est -32dB.

Figure 34 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de mauvaise couverture


INPT Juin 2010 46

4.2.3 Mauvaises conditions radio

Dans ce cas le Drop se produit lorsque la meilleure cellule serveuse (Best Server cell) est manquante

(surtout dans de bonnes conditions RSCP CPICH). La mise à jour de l‟active set de UE ne suivre pas

l'évolution rapide de la couverture. Dans ce cas, les situations de la Pilot Pollution sont incluses

(plusieurs cellules en Active Set mais aucune ne domine la signale reçu (RSSI est grand mais le Ec/No

est très faibles pour tous les cellules)). On trouve plusieurs raisons à savoir (Un mauvais TILTE ou

Azimuth ou le type de l‟antenne).

Exemple: L‟Active Set se compose des deux cellules de SC 49 et 303. Les cellules MN (Monitored

neighbors de SCs 304, 179 et180 leur sont très proches par rapport à leur RSCP (de –70dBm à –79

dBm).

Figure 35 : Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de mauvaises conditions radio

4.2.4 Congestion

Dans ce cas le Drop se produit quand il n'y a pas de ressources disponibles pour la connexion radio.

Le réseau envoie une RRC connexion release lorsque le RBS atteint sa puissance maximale disponible

en DL. Lorsque le drop se produit, la cause « congestion » est communiqué clairement dans le

message de la couche 3 « RRC connexion release ».


INPT Juin 2010 47

Exemple : Dans ce cas, les conditions radio ne sont pas critiques. On remarque la présence d‟une Best

Server avec deux autres cellules qui transportent le service. L‟indisponibilité des ressources radio

arrive brusquement après un nombre de SHO rapides et un message envoyé par le réseau intitulé

« RRC Connection Release » apparaît pour annoncer la coupure de l‟appel. Sur les messages du niveau

3 on voit clairement que la cause de cette coupure est “Congestion”.

Figure 36 :Prise d‟écran Tems illustrant la détection du problème de congestion

4.3 Proposition de changements

Avant de suggérer un changement, il faut étudier les points suivants :

Les photos du site

La hauteur des constructions autour du site

Le type des tilts utilisé dans un secteur donnée (mécanique/électrique)

Le gain maximal des antennes et leur radiation horizontale et verticale.

Pour combattre les problèmes de couverture, quelques solutions peuvent être proposées :


INPT Juin 2010 48

4.3.1 Les tilts

Le tilt est l'angle par rapport au plan horizontal dans lequel l'antenne émet le plus de puissance

Les tilts sont suggérés dans le cas de sites overshooters puisqu‟ils permettent de limiter la couverture

d‟un secteur donné.

Il existe deux types de tilt :

Tilt mécanique : Est 'visible' parce que l'antenne s'incline physiquement.

Tilt électrique : Est propre à l'antenne et n'est pas visible. Il est modifiable à distance.

Il est toujours préférable de commencer par le tilt électrique pour ne pas affecter la couverture GSM.

Une combinaison du tilt mécanique et électrique doit être optimale.

4.3.2 Ré-azimutage

L'azimut de l'antenne est la direction dans laquelle l'antenne émet la majeure partie de sa puissance.

Dans ce cadre, 0° correspond au nord, 90° à l'est, 180° au sud, etc. Pour les antennes

omnidirectionnelles (antennes qui émettent autant dans toutes les directions comme c'est le cas par

exemple pour un grand nombre de stations de radiodiffusion), l'indication de la direction n'a pas

d'importance et celle-ci n'est donc pas renseignée ou bien une valeur est indiquée au hasard

(généralement 0).

En changeant l‟azimuth d‟une antenne pour améliorer la couverture de certaines zones.

4.3.3 Rehaussement ou baisse de l’antenne

Parfois l‟emplacement de l‟antenne dans une position basse peut avoir un grand impact sur sa

performance. De même, positionner l‟antenne à grande hauteur peut causer des lobes secondaires qui

augmentent les interférences.

Une antenne peut également être affectée par des bâtiments à grande hauteur dans son entourage. Dans

ce cas, il faut penser à changer son emplacement. On a rarement recours à cette solution à cause de

son coût.


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5. Traitement de cas réels :

Après avoir vu dans ce qui chapitre la méthodologie de tuning, nous allons illustrer son processus par

des études de cas concrets élaborées durant mon stage. Pour des raisons de confidentialité, la zone en

question ne sera pas dévoilée ainsi que les identifiants des sites.

5.1 Analyse des Scrambling Codes

Figure 37 :Plot du SC de best serving lors du drive test

L‟analyse de plot de scrambling codes dévoile que tous les sites sont opérationnel lors du drive test.

Cette analyse s‟appuie sur l‟examen des scrambling codes propres à chaque secteur.

5.2 Analyse de couverture :

Figure 38 :Plot du RSCP lors du drive test


INPT Juin 2010 50

Le plot de RSCP dévoile La couverture est généralement bonne (91.68% de RSCP >= -85 dBm et

100% RSCP >= -100dBm) mais on a quatre zone ou le RSCP est inferieur à -90dBm. Pour savoir les

causes de cette mauvaise couverture on analyse les messages et les mesures enregistrés par TMES lors

de Drive test. On trouve que le manque des relations de voisinage est la cause dans les zones A et B et

les interférences sont la principale cause de dégradation de qualité dans les Zones C et D.

5.3 Analyse du rapport Ec/N0

Le plot de Drive test montre que la qualité est mauvaise dans la moitié de zone :

- Ec/No >= -11 dB : 47.48 %

- Ec/No >= -14 dB : 88.55 %

L‟analyse de l‟enregistrement de ce Drive test nous donne une vue globale sur les causes de la

mauvaise qualité de EcNo dans ces Zones. La figure ci-dessus montre le plot de l‟EcNo lors de

Drive test, les causes et les recommandations.

Figure 39 :Plot de l’EcNo lors du drive test

5.4 Analyse de coupure et blocage d’appel :

Dans ce drive test on a 5 événements de coupure d‟appel et aucun blocage d‟appel.

L‟analyse d‟une coupure d‟appel faite grâce à TEMS, a prouvé que la cause principale des coupures

d‟appels était le manque de voisinage, surtout aux bords de couverture de cellule.


INPT Juin 2010 51

Figure 40 : Plot des coupures d‟appel lors du drive test

L‟analyse des coupures d‟appels ainsi aboutit à l‟élaboration d‟un ensemble d‟action comme illustré

dans la figure ci-dessous :

La cellule

serveuse Nombre de

coupure

Le problème

de la coupure La solution proposée

Site-2(3) 1 absence de relation de

voisinage

Déclarer la relation suivante :

Site-2(3) Site-1(3)

Site-3(2) 1 Absence de relation de

voisinage

Déclarer les relations suivantes :

Site-3(2) Site-2(2)

Site-3(2) Site-1(3)

Site-3(2) Site-4(1)

Site-4(3) 2 Absence de relation de

voisinage

Déclarer les relations suivantes :

Site-4(2) Site-6(3)

Site-4(3) Site-6(3)

Site-4(3) Site-5(2)

Site-4(3) Site-9(3)

Site-5(1) 1 mauvaise couverture Down Tilt la cellule Site-5(3) pour avoir une

continuité de couverture entre les secteurs de Site-5

Tableau 5 : Tableau résumant l‟analyse les coupures d‟appels rencontrés lors du Drive Test

6. Conclusion

La phase de tuning s‟avère une phase cruciale pour l‟opérateur ainsi que pour l‟équipementier pour

assurer un bon démarrage du service en question, car donner une excellente première perception de

l‟utilisateur vis-à-vis du service fourni est le grand challenge de tous les opérateurs. Elle est aussi

d‟une grande importance dans la mesure où elle corrige les inévitables petites erreurs relatives à la

phase du Design.

La phase de tuning étant franchie, une autre phase s‟avère indispensable pour la maintenance de la

bonne qualité du service ainsi que pour pouvoir suivre l‟évolution du nombre d‟utilisateurs 3G qui ne

cesse d‟augmenter. Il s‟agit de la phase d‟optimisation qui est l‟objet du chapitre 4.


INPT Juin 2010 52

Chapitre 4 :

Les indicateurs clés de performances de système WCDMA

1. Introduction

Ce chapitre a pour objectif de décrire les principes de l'optimisation d'un réseau radio WCDMA. Il

explique les différentes étapes ainsi que les outils utilisés dans le processus d‟optimisation selon la

perspective Ericsson.

Après la phase de tuning vient celle de l'Optimisation qui identifie et résout des problèmes du réseau

On-Air principalement liés à l'augmentation du nombre d‟abonnés.

Le processus d‟optimisation aboutit généralement à des changements de paramètres pour les

différentes fonctionnalités telles le contrôle de puissance, la gestion de la capacité, le handover et la

commutation de canal (Channel switching).

Les données collectées de diverses sources système sont analysées et les recommandations sont faites.

Ericsson utilise différents outils que sont :

les statistiques de performance

les enregistrements du Trafic d'Équipement usagers UETR (User Equipment Trafic

Recording),

les enregistrements du Trafic des cellules CTR (Cell Trafic Recording),

Les Informations issues des Drive tests ainsi que les feedbacks des abonnés sont aussi pris en

compte.

Pour assurer une gestion efficace des performances d'un réseau cellulaire, il faut être capable de

naviguer dans les données rassemblées dans le réseau et déterminer les secteurs où des améliorations

sont nécessaires

En raison de la quantité énorme des données statistiques de performance qui sont rassemblées par le

réseau WCDMA, il s‟avère judicieux d‟extraire et de calculer des indicateurs clés de performance lié

directement à la qualité que de corréler toutes les données pour l‟ensemble du réseau pour construire

une image cohérente de l‟état du réseau.

Les indicateurs clés de performance sont des métriques formulées sur la base de mesures assez

précises, connues sous le nom de compteurs, récupérées à partir des différents composants du réseau.

L‟examen des KPIs relèvent des taches quotidiennes de l‟équipe radio. Les conclusions qui en

découlent sont constituent généralement des réponses aux questions suivantes :

Les performances du réseau sont elles à la hauteur des exigences ?

Les performances ont-elles changés ? (amélioration ou dégradation)

Quelles sont les zones problématiques ? De quel type de problème s‟agit-il ?


INPT Juin 2010 53

Avant d‟entamer les considérations des KPI, un rappel sur les compteurs et leur relation avec les KPI

sera d‟une grande utilité.

2. Les compteurs

En principe, chaque vendeur équipe son système d‟un ensemble de compteurs mesurant les

différents événements ayant eu lieu dans le réseau (exemple : les alarmes), dans le but d‟analyser et de

suivre de près les performances, ainsi que la stabilité. Tandis que le contrôle de la stabilité est en

quelques sortes d‟intérêt moyen, le contrôle de performance s‟avère être, par contre, d‟une très grande

importance. En effet, en se basant sur les compteurs des événements, ce type de contrôle garanti une

bonne gestion des ressources en détectant de manière efficace les problèmes survenus au niveau d‟un

matériel spécifique mettant ainsi en péril le bon fonctionnement du réseau.

Les sept types de conteur disponible en PMS sont:

Peg counter :

Un compteur qui est incrémenté de 1 à chaque apparition d‟une activité spécifique.

Gauge Counter :

Un compteur qui peut être démuni ou augmenté en fonction de l‟activité en systéme.

Accumulator counter :

Est un compteur qui est augmenté par la valeur d'un échantillon. Il indique la somme totale de

toutes les valeurs d‟échantillons prises pendant un certain temps. Ce nom d'un accumulateur

commence soit par pmSum ou par pmSumOfSamp.

Scan counter :

Est un compteur qui est augmenté de 1 à chaque fois que le compteur accumulateur

correspondant est augmenté. Il indique combien d'échantillons ont été lus, et ajouté au

compteur accumulateur correspondant. Ce compteur peut donc être considéré comme un type

spécifique de Peg Counter.

Calculated Counter :

Utilisation de Accumulator counter et Scan counter permet de calculer une moyenne, connu

comme un Calculated Statistics Counter. Le calcul est effectué dans la base de données de

Statistique OSS-RC. Les fichiers POR doivent être ouverts avant que les valeurs du compteur

peuvent être transférer dans la base de données. Les calculs sont effectués par la base de

données elle-même au cours de ce processus. Cela signifie que ces compteurs ne sont pas

disponibles lorsque la base de données statistique n'est pas présente.


INPT Juin 2010 54

Position Determining Function (PDF) counter :

Est une liste de gamme de valeur. Une valeur est échantillonné (lire) périodiquement. Si la

valeur tombe dans une certaine gamme, le Compteur de gamme pour cette gamme est

augmenté. Toutes les valeurs de compteur de gamme sont collectées et stockées dans un fichier

de ROP à la fin de chaque période de déclaration.

Discrete Distributed Measurements (DDM) :

Est une série de valeurs enregistrées durant une période de déclaration. Chaque série de

valeurs peut être de l'un des types de mesure suivants:

la valeur de cumule des mesures sur une période.

une moyenne sur la durée de la période de mesure.

Lire à un moment précis (le temps de mesure), dans la période de mesure (à un cadre

spécifique)

À la fin d'une série de périodes consécutives de mesure toutes les valeurs de mesure sont

collectées et stockées dans un fichier ROP.

3. Modules de la QoS

La définition de la qualité de service sert pour mesurer le degré de satisfaction de l‟utilisateur de la

globalité du service. Le concept de la QoS consiste en six exigences:

Performance de Service d’accessibilité :

Cela mesure la possibilité qu‟un service soit obtenu à des tolérances près et selon d‟autres conditions,

quand l‟utilisateur le demande. C‟est la capacité de joindre le réseau. L‟opérateur doit surveiller le taux

de succès d‟établissement d‟appel, le taux de succès de la procédure de paging, la probabilité de

blocage etc.

Performance de Service maintienne (Retainibility) :

La capacité d'un service, une fois obtenu, à continuer à être fourni dans des conditions données pour la

durée demandée. L'opérateur doit alors observer le taux d‟échec d'appel.

Performance de Service Integrity

Le degré avec lequel on fournit un service, obtenu une fois, sans dommages excessifs. Par exemple,

l'opérateur doit observer le BLER et le throughput

Performance de Service Support

C‟est la capacité d‟un opérateur à fournir un service et fournir de l‟aide lors de son usage.


INPT Juin 2010 55

Performance de Service Operability

C‟est la capacité d‟un service à être exploité facilement et avec succès par un utilisateur.

Performance de Service Security

La protection prémunie contre le contrôle non autorisé, l'utilisation frauduleuse, le dommage

malveillant, la mauvaise utilisation, l'erreur humaine et la catastrophe naturelle.

Ces six critères de QoS sont illustrés dans la figure ci-dessous :

Figure 41 : Les critères de QoS*

En mesurant continuellement le QoS par le contrôle des KPI, l'opérateur devrait être capable de :

Détecter les problèmes du réseau et déterminer si les exigences en termes de qualité ne sont pas

accomplies.

Localiser géographiquement les problèmes en isolant la zone, la cellule, ou l'émetteur-récepteur

manifestant un problème.

Détecter les zones à densifier en contrôlant les niveaux de trafic et en déterminant où l‟ajout de

matériel est nécessaire.

Identifier les cellules qui sont rentables « money makers » en examinant le trafic porté. C'est

important dans la détermination de la sévérité du cas d'une cellule étant hors service.


INPT Juin 2010 56

4. Flux D'Optimisation WCDMA RAN :

Le principal objectif de l'optimisation d'un réseau est d'assurer que tout service concernant les

défauts liés à la charge de trafic dans le réseau après le réglage initial sont corrigées. La figure

sous-dessus illustre Les principales tâches de flux d‟optimisation de RAN WCDMA :

Figure 42 : Optimization Process

4.1 Préparations :

Cette phase a pour but de trouver les problèmes de réseau et vérifier ces paramètres. Il y a de

nombreux problèmes qui peuvent être réduits à partir du début si cela est fait. Il faut vérifier :

les Réglages des paramètres.

les relations de voisinage.

Scrambling codes

4.2 Module d’accessibilité :

Au cours de ce module, l'accessibilité du réseau WCDMA RAN est analysée. On analysant Les

comportements d‟UE en mode veille ainsi que dans le processus de Random Access afin de faire

la meilleure performance du réseau.

4.3 Module de maintienne :

Au cours de ce module, la retainability du WCDMA RAN est analysée. Le comportement de

mobilité UE ainsi que les performances de transfert sont analysés afin de faire la meilleure

performance du réseau.

4.4 Module de l’intégrité :

Au cours de ce module, l‟intégrité du WCDMA RAN est analysée. Le BELR est analysé afin de

faire la meilleure performance du réseau.

5. Processus d’optimisation du réseau WCDMA RAN

Chaque Module de flux d‟optimisation de RAN WCDMA suivre le processus suivant :


INPT Juin 2010 57

Figure 43 Figure illustrant le processus d‟optimisation d‟un réseau WCDMA.

5.1 Collection et Evaluation des Données

Ces mesures doivent être prises durant l‟heure chargée aussi bien que les heures ou le trafic est

normal. Pour assurer la collecte des données statistiques, des profiles contenant les compteurs que l‟on

souhaite extraire sont défini pour chaque RNC (compteurs activés). Dans le cas ou l‟on ne génère pas

de valeur pour un compteur que l‟on juge important un nouveau profil doit être défini et activé.

Les compteurs indispensables à tous profil sont ceux en liaison direct avec : RRC, RAB, Contrôle

d‟Admission, l‟état up ou down des Cellules, la Congestion, le Handover, Handover Inter-frequences,

IRAT Handover, la charge du processor interne au RNC, l‟état du traffic Iur, Cell update, and Channel

Switching.

OSS-RC :C‟est l‟emplacement ou l‟on trouve l‟output des différents enregistrements ainsi que les

ROP files des différents nœuds du réseau.

5.2 Analyse des performances

Pendant cette analyse des performances, les KPIs déduits des mesures de performance sont évalués

pour trouver les cellules problématiques ainsi que les zones géographiques inhérentes.

Les plus mauvaises cellules (worst cells) sont divisées en plusieurs types et devraient aussi être

analysés de manière optimale dans leur ordre de sévérité.

Cet ordre est généralement comme suit :

Cellules à accès aléatoire défaillant :

La méthodologie pour optimiser la procédure d'accès aléatoire est très délicate en raison du petit

nombre de compteurs générés. Ce qui peut être fait à ce niveau est : ajuster les paramètres d'accès


INPT Juin 2010 58

aléatoires et ensuite observer les variations des nombre de connexions ainsi que le nombre de requêtes

RACH ratées.

Cellules à problème de partage de charge à l’accessibilité :

Ceci a pour objet d‟examiner le nombre de requêtes d‟admission rejetées.

Cellules à problème de RAB :

Ces cellules ne sont pas conformes aux objectifs en termes de maintien et Intégrité. L‟optimisation de

ce problème passe par la révision des paramètres radio en s‟appuyant sur les configurations des sites,

la localisation géographique, les Drive tests des clusters en question ainsi que les GPEH, CTR et

UETR inhérents.

5.3 Elaboration des recommandations et leur implémentation

Généralement, il y aura deux types de conclusions qui découleraient de l'analyse des données

statistiques. Ces conclusions sont rapportent soit aux valeurs des paramètres Cellules/RBS/RNC, ou à

la configuration matériel des équipements telle l'inclinaison d'antenne ou la hauteur d'antenne etc. Un

rapport bref devrait être produit et présenté au client, décrivant les conclusions tirées, les

recommandations formulées et les arguments pour justifier les changements que l‟on souhaite

appliquer au réseau.

Le dit rapport devrait aussi fournir au client les données inputs nécessaires pour être capable de

comprendre la nature du problème et pourquoi les Demandes de Changement (Change Request)

s‟imposent.

5.4 Vérification des changements

Après la mise en œuvre de changements (paramétriques, hardware etc) les performances du réseau

devrait être contrôlée pour vérifier l'impact de changements faits. Les données statistiques de

performance devraient être rassemblées après la mise en œuvre de changement afin d‟évaluer les

performances du réseau dans les zones problématiques. Si pour n'importe quelle raison les

changements mis en œuvre ont causé des dégradations au niveau de l‟établissement des connections, la

configuration de départ doit être restaurée pour ensuite parcourir d‟autres pistes.

6. Aperçu sur quelques aspects d’optimisation d’un réseau 3 G

6.1 Module d’accessibilité

6.1.1 Généralités

C'est le premier module qui devrait être optimisé. L'accessibilité est définie comme la capacité d'un

utilisateur à obtenir le service demandé du système. En WCDMA RAN, ce métrique peut être mesuré

en calculant le produit de la probabilité de réussite de connexion RRC et la probabilité de succès


INPT Juin 2010 59

d'établissement RAB. Cette métrique peut être calculée par cellule et par RNC pour tous les services

pris en charge.

La figure ci-dessous montre l‟établissement d‟un appel émanant d‟un mobile ainsi que toutes les

actions différentes prises avant qu'un appel ne soit établi.

Figure 44 : La procédure d‟accessibilité au réseau

6.1.2 Les indicteurs clés de performances de l’accessibilité :

6.1.2.1 Accessibilité – Speech, CS6 , CS57 :

La seule méthode pour identifie la performance d‟accessibilité est via le « Call Setup Success Rate

(CSSR) » ce metrique est mesuré en utilisant le produit de La probabilité de RRC Connection

Success et La probabilité de RAB establishment success.

pmTotNoRrcConnectReqCsSucc :« Total Number of Success Conversational Call RRC Connection Setups »

Ce conteur est incrémenté lorsque le message « RRC Connection Setup Complete Message » est

reçu après une tentative de « Originating » ou « Terminating Conversational Call ».

pmTotNoRrcConnectReqCs :« Total Number of Conversational Call RRC Connection Attempts »

Ce conteur est incrémenté lorsque le message « RRC connection request message » est reçu avec

un demande d‟etablissement de « Originating Conversational Call » ou « Terminating Conversational

Call ».

pmNoRabEstablishAttemptSpeech : « The Number of RAB Establishment Attempts »

Ce conteur est incrémenté lorsque le reseau cœur envoie un message « RAB Assignment Request

Message » demandant la modification ou la mise en place de RAB.

100 * (pmTotNoRrcConnectReqCsSucc/ pmTotNoRrcConnectReqCs) * (pmNoRabEstablishSuccess<RAB>/ pmNoRabEstablishAttempt<RAB>)

RAB=speech, CS64 ou CS57


INPT Juin 2010 60

pmNoRabEstablishSuccessSpeech : « The Number of Successful RAB Establishments ».

Ce conteur est incrémenté lorsque l‟établissement de RAB est réussit.

6.1.2.2 Accessibilité – packet

Parfois dans le cas d‟une re-sélection de cellule durant une connexion RRC, un mobile peut répéter

le message de requête de connexion RRC plusieurs fois, ce message peut parvenir à une autre cellule,

et vu que le RAN ne compte pas les connexions dupliquées RRC, il se peut que certaine petite cellules

affichent un taux de succès de connexion RRC supérieur à 100% : Requête amorcée dans une cellule et

le succès enregistré dans une autre.

6.1.3 Les performance des mauvaise cellules :

Le plus important dans cette phase c‟est de trouver les plus mauvaises cellules en termes

d‟accessibilité. Il existe une formule qui combine les taux de succès élémentaires pour décider des

mauvaises cellules en termes de performance. La plus mauvaise cellule peut être trouvée en analysant

le taux de réussites d‟établissement d‟appel d'une cellule. On trouve deux catégories de KPI une est

utilisée pour décliner les mauvaises cellules en termes d‟échec de connexion RRC et en termes

d‟échec d‟établissement de RAB. Une seconde catégorie est utilisée pour décliner les raison des

échecs.

La stratégie d'optimisation consiste à traiter les plus mauvaises cellules par rapport à un service

particulier, donc les formules spécifiques à chaque service doivent être utilisées.

6.1.4 Exemples de cas d’analyse de l’établissement des connexions RRC et RAB

Une fois les mauvaises cellules en termes d‟établissement de connexions RRC trouvées, il convient

de déterminer la source du problème afin de le cerner et de le corriger. L‟algorithme ci-dessous montre

la procédure d‟analyse qu‟on utilise dans le cas d‟Ericsson. Il combine les étapes d‟établissement

d‟une connexion RRC (qui constituent des événements) avec les compteurs relatifs à chaque étape qui

s‟incrémentent à chaque occurrence de l‟événement en question. Nous allons nous focaliser sur les

étapes les plus pertinentes et les plus fréquemment rencontrées.

100 * (pmTotNoRrcConnectReqPsSucc / pmTotNoRrcConnectReqPs) * (pmNoRabEstablishSuccess<RAB> / pmNoRabEstablishAttempt<RAB>)

RAB= PacketInteractive ou PacketStream


INPT Juin 2010 61

Figure 45 : Illustrant l‟analyse d‟un appel MOC ainsi que les différentes conclusions tirées

6.1.4.1 Blocage en contrôle d’admission

Les blocages au niveau du contrôle d‟admission est dû à des seuils de paramétrages inadéquats. Il est

ainsi nécessaire de savoir la source exacte du problème pour pouvoir le résoudre.

La figure ci-dessus montre les neuf étapes de contrôle d‟admission :


INPT Juin 2010 62

Figure 46 : Flux du contrôle d‟admission

Quand un besoin de nouvelles ressources est exprimé (établissement d‟un lien radio ou modification

d‟un lien existant), la fonction de contrôle d‟admission reçoit une requête d‟admission. Cette requête

spécifie une estimation du nombre de ressources dédiées requises par le line radio à établir. Cette

estimation est ensuite comparée avec les ressources disponibles ainsi qu‟avec les seuils d‟admission

configurés par l‟opérateur. Enfin une réponse est envoyée à l‟utilisateur pour accepter ou rejeter sa

demande.

Le compteur pmNoReqDeniedAdm montre le nombre de connexion RRC et de requêtes RAB

auxquelles on a refusé l‟admission. Il est à noter que ce compteur est incrémenté dans le cas de rejet de

connexion RRC, RAB ou dans le cas d‟un channel upswitch.

Il faut s‟assurer que ces paramètres coïncident avec la capacité planifiée. Dans le cas écheant il faut

refairele dimensionnement pour augmenter la capacité du système ou bien activer le partage de charge

inter-fréquence pour augmenter le trucking efficiency.

6.1.4.2 Manque de ressources de transmission

Les ressources de transmission ne sont pas vérifiées lors du contrôle d‟admission. Donc il se peut qu‟il

y a blocage des connexion RRC et RAB à cause d‟un manque dans les ressources de transmission. Les

compteurs inhérents à la congestion des TXB d‟un RBS sont : pmSetupFailuresSfn (n=2k,

k=3,4,5,6,7,8).

Normalement, dans un réseau mobile le facteur limitant l‟accessibilité ne doit pas être en relation avec

la transmission. Donc un taux d‟établissement des connexions AAL2 ne doit être que 100%.

Cependant, vu que la bande passante requise en WCDMA pour assurer des débits élevés est


INPT Juin 2010 63

importantes, des échecs peuvent être constatés dans la transmission de certaines cellules. Ceci se fait à

travers :

un taux non-nul de l‟échec des liens radio dans l‟établissement des connexions RRC tout en

éliminant la possibilité d‟un blocage au niveau de admission control (pmNoReqDeniedAdm), ou

allocation code (pmSetupFailuresSf) ou bien d‟un problème hardware (examen des alarmes

générées).

Un grand nombre d‟échec de RAB interactive avec un petit nombre de blocage au niveau de

l‟admission control.

Afin de remédier aux problèmes de transmission, il est suggéré d‟ajouter des liens E1. Et comme

solution à court terme, on pourrait envisager de fixer le paramètre sf8Adm à zéro pour optimiser

l‟usage de la bande passant du lien E1.

6.2 Module de maintien

6.2.1 Généralités

Retainability est définie comme la capacité des utilisateurs à conserver son service demandé une

fois connecté pour la durée souhaitée. Cette métrique peut être calculée par cellule et par RNC pour

tous les services pris en charge.

En termes de classement des cellules les plus dégradées, on devrait prendre principalement en

considération le taux de coupure d‟appel. Parallèlement, le classement peut être fait en se basant sur la

contribution de chaque cellule individuellement dans le taux Total de « Dropped Call » au niveau de

l‟RNC.

Une première vérification peut être entamée pour voir où sont situées les cellules dégradées. Si elles

sont aux bordures entre deux RNC, il est recommandé de procéder une vérification des performances

de l‟Iur Handover.

Il existe 4 principales raisons pour les Coupures d‟appel:

Coupure due à l‟UL Out Of synchronisation (Supervision de la connexion radio)

Coupure due à la congestion (Contrôle de Congestion)

Coupure due au Soft/Softer Handover (Fonctions du Soft Handover)

Coupure due à l‟IRAT Handover (Fonctions de l‟IRAT Handover)

6.2.2 Les indicteurs clés de performances du maintien :

6.2.2.1 Retainability- Speech

La seule méthode pour identifie la performance de retainability est via le Drop Call Rate. Ce

métrique est le rapport de Nombre de RAB releases for speech et la somme de nombre de Normal

RAB releases for speech et le nombre de System RAB releases for speech.


INPT Juin 2010 64

6.2.2.2 Retainability- video

La formule de Drop Rate of vidéo.

6.2.2.3 Retainability- packet

Le drop rate du PS Interactive peut calcule comme le produit de taux de sortie du système à

commutation de paquets (Packet-Switched system release rate) et le taux d‟échec d‟accès (access

failure rate).le taux de coupure de commutation de packet par UtranCell pour tous les services de PS

Interactive, donné par l‟affichage des coupures d‟appels pout tous les packet calls, prenant en

consideration les HSDPA calls.

dropped call for PS 64 streaming calls.

6.2.3 Coupure due à l’UL Out-Of-Synchronization

Une coupure due à « l‟Ul Out Of Synchronization » peut être détecté grâce à la fonction de

«Supervision de la connexion Radio». Cette fonction performe à l‟aide des trois principaux

algorithmes suivants :

Supervision de la synchronisation du lien radio

Supervision du protocole RLC (Echecs au niveau de la couche 2)

Supervision de la connexion au niveau des canaux communs.

La supervision de la synchronisation du lien radio se fait au niveau des canaux dédiés alors que la

supervision du protocole RLC au niveau de tous les canaux. La coupure d‟appel due à « l‟Ul Out Of

Synchronization » est le symptôme pour d‟autres problèmes comme le manque de couverture en

Downlink ou en Uplink ou le problème d‟interférence. Cet état est franchi quand la synchronisation du

lien montant est perdue. Quand le BER du canal pilote excède la valeur seuil pour un certain nombre

de trames consécutives, le lien radio est considéré comme hors de synchronisation.


INPT Juin 2010 65

Le problème de « l‟UL Out Of Synchronization » peut être dû à une énorme puissance de transmission

du Mobile (UE). Dans une phase de Soft Handover, par exemple, le mobile se connecte à une cellule

lointaine figurant dans l‟Active Set et qu‟elle est la meilleure qui le sert. Dans ce cas, les deux

paramètres RSCP et Ec/N0 augmentent, et l‟RBS demande encore au mobile d‟augmenter sa

puissance. La figure ci-dessus représente les variations des paramètres RSCP & Ec/N0, et la puissance

de transmission du mobile.

Figure 47 :La puissance de transmission de UE VS EcNo et RSCP de CPICH

A ce moment, et lorsque toutes les autres cellules sont libérées, et que la seule cellule distante figure

dans l‟Active Set, une coupure d‟appel se produit du fait que la puissance émise par le mobile n‟arrive

pas à dépasser la sensibilité de l‟RBS. C‟est le problème « d‟UL Out Of Synchronization ».

Pour remédier au problème de « Ul-Out-Of-Synchronization », l‟agent d‟optimisation a proposé un

réglage d‟un paramètre appelé MinPwrRI au niveau de la cellule. Ce paramètre a un impact direct sur

le RSSI en UL. Donc, en réglant ce MinPwrRI sur une valeur plus grande, on aura un UL RSSI plus

grand et par la suite la sensibilité de l‟RBS va augmenter, ce qui permettra au mobile à ne plus

augmenter sa puissance pour être servi par une cellule très lointaine.

6.2.4 Coupure due à la congestion

A l‟aide de certains compteurs qu‟on peut activer au niveau de la RBS, on peut conclure si le problème

de coupure d‟appel est dû à la congestion. Si c‟est le cas, alors une extension de la capacité des

ressources de l‟RBS pourrait résoudre le problème.

6.2.5 Coupure due au Soft/Softer Handover

La fonctionnalité Soft/Softer Handover sert pour définir la manière par laquelle plusieurs porteuses

peuvent se connecter dans une phase de Soft/Softer handover, et décide de l‟établissement ou de la

libération des connexions entre l„RBS et le mobile.


INPT Juin 2010 66

Figure 48 : Procédure du Soft Handover

Tout d‟abord, on doit vérifier, à l‟aide de compteurs bien spécifiques, si la coupure est due à un

problème au niveau du Handover ou non. Pour cela, il existe une formule exprimant le taux de

coupures dues à une action de Handover quand une cellule valide (une cellule est dite valide quand elle

appartient au « neighbour Set ») ou non-valide ne pourrait pas être ajoutée à « Active Set ». En plus de

ceci, il existe une autre formule permettant d‟évaluer le taux d‟échec durant une phase d‟addition ou

remplacement d‟une cellule dans « Active Set ». Pour bien mener une analyse des coupures d‟appel

dues éventuellement à un problème de Handover, on doit tout d‟abord comprendre les mécanismes

d‟addition, de suppression, de remplacement de cellules dans Active Set durant un Soft/Softer

Handover ainsi que les différents problèmes qui en résultent. Ceci nous mène à étudier le phénomène

de Sélection/Re-sélection de cellules qui se manifeste lorsque le mobile est en état de veille.

Le mobile performe la re-sélection d‟une nouvelle cellule lorsque le critère de re-sélection de cellule se

vérifie durant un certain intervalle de temps appelé treSelection. La figure ci-dessous présente ce

phénomène.

Figure 49 : Re-sélection de cellule

Le critère de re-sélection de cellule est utilisé pour les cellules intra-fréquence, inter-fréquence, et

inter-RAT (Radio Access Technology).

L‟objectif principal de l‟optimisation dans ce cas est la réduction du nombre de fois de déclenchement

de la re-sélection de cellule. Analysons un exemple pratique, supposons que le mobile a envoyé un

message de demande de la connexion radio, et durant le moment d‟attente d‟une réponse


INPT Juin 2010 67

d‟établissement du lien, le mobile détecte une autre cellule meilleure et essai donc de faire une re-

sélection de cellule. Ceci se produit quand le nombre de message de demande reste inférieur à une

certaine valeur déjà fixée du nombre de demande maximum d‟établissement d‟appel. Donc on a

intérêt à réduire le paramètre treSelection, ainsi évite ce cas de problème de se produire après. On

appelle ce phénomène « Pilot Pollution ».

6.2.6 Coupure due à l’IRAT Handover

Un Système d‟accès Radio basé WCDMA prend en charge le Handover du/vers le GSM pour des

raisons de couverture. Ainsi, il est possible de réaliser un Handover IRAT pour des raisons de priorité

ou de capacité. La figure ci-dessous illustre ceci.

Figure 50 : Handover WCDMA (IRAT Handover)

La fonctionnalité IRAT-Handover permet au système de changer les connexions de l‟UMTS vers le

Système GSM et vice versa. Dès l‟introduction du système UMTS, on avait à résoudre le problème de

la coupure d‟appel qui se manifestait lorsque le mobile sort de la zone de couverture du système

UMTS, la connexion doit donc être supportée par le système GSM en raison de sa large couverture. De

plus la fonctionnalité d‟IRAT-Handover permet aux opérateurs de bien piloter le trafic entre l‟UMTS

et le GSM.

Cependant, un problème majeur se manifeste en raison de la différence de débit caractérisant les deux

systèmes UMTS et GSM. Par conséquent, les débits doivent être réduits dès que les conditions Radio

se détériorent.

Prenons l‟exemple du service voix, nous avons la formule suivante :

Dans ce ratio, on évalue le nombre de tentatives réussies de réaliser un IRAT handover par rapport

aux nombre total de tentatives. Ainsi on peut détecter les cellules où il y a un problème d‟IRAT.


INPT Juin 2010 68

7. Exemple de l’analyse de performance pour les cellules dégradées

7.1 Le cas d’un site congestionné :

La cellule NodeB-3 est parmi les sites qu‟ont les performances les plus dégradés avant le 22/5/2010, Comme ils

montrent les graphes suivants :

Figure 51 : Graphe de CSSR de la cellule NodeB-3

Le graphe ci-dessous montre que le taux d‟établissement d‟appel avant 22/5/ 2010 est inferieur à

80%. Le graphe ci-dessous aussi montre que le taux d‟établissement de HSDPA RAB est faible dans

le même période. Le bâton en Bleu est le nombre de tentative d‟établissement et le bâton en bleu est le

nombre de connexion Rab réussit.

Figure 52 : le Graphe de HSDPA RAB Setup Success Rate

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00HSDPA CSSR

HS…

0.00

5000.00

10000.00

15000.00

20000.00

25000.00

30000.00

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00HSDPA RAB Setup Success Rate


INPT Juin 2010 69

L‟analyse de graphe de trafic de HSDPA nous montre que le site trafic beaucoup. Donc on n‟a pas des

problèmes au niveau des liens radio. Le graphe des nombre d‟utilisateur nous montre que le nombre

des Utilisateur est élevé.

Figure 53 : Graph de trafic HSDPA

Le graphe de Power Limit faillure DL pour la cellule NodeB-3 montre qu‟on un manque au niveau

des ressource radio en DL :

Figure 54 : Power Limit Failure DL

0.00

50000.00

100000.00

150000.00

200000.00

250000.00

HSDPA Traffic (Mbits) HSDPA…


INPT Juin 2010 70

Le tableau suivant montre que l‟interface Iub est utilisée en 90% pour 11H chaque jour

Site name RNC Nombre

de E1

Nombre d'heurs ou

utilisation >90% (sur

3semaines du 28mars au

14avril)

Max DL Utilization %

(sur 3semaines du

28mars au 14avril)

NodeB-3 RRNC1 4 222 99.80

3G_AGDZ RNCMAR2 2 205 100.42

3G_BAAZIZ RNCMAR2 3 191 101.40

3G_LaayouneHayAmal RNCAGA1 4 186 100.04

3G_AgadirHamamEssalam RNCAGA1 4 181 99.88

3G_EssmaraActel RNCAGA1 4 166 99.58

3G_GUELMIMLGD RNCAGA1 4 162 99.53

3G_CPEGuelmim RNCAGA1 4 158 100.34

3G_BOUIZAKARNE RNCAGA1 4 150 99.38

Tableau 6 : tableau montre la duré d‟utilisation de l‟interface Iub

Tous Ces indicateurs nous montrent que de problème est du à la congestion. La solution la plus

convenable c‟est d‟ajouter de nouveaux sites. Ericsson à installé 3 sites, à partir de22/5/2010 les sites

sont opérationnels est les graphes ci-dessous nous montrent que les performances du site en question a

été améliorer.

Figure 55 : Prise d‟écran de la zone


INPT Juin 2010 71

La photo ci-dessous est une prise d‟écran de Google Earth de la zone en question. La cellule NodeB-3

est en rouge. Est les nouveaux sites en vert. Il se voit clairement que la cellule NodeB-3 couvre une

grande zone urbaine avant l‟installation des nouveaux sites

7.2 Le cas de drop call :

Le graphe suivant montre le taux de coupure dans la cellule NodeB1 dont la valeur est supérieure à

5% avant le 6/4/2010.

Figure 56 : graphe de coupure d‟appel

Le graphe de drop due au soft Handover montre que la cause du drop est due au SHO et lorsqu‟on

consulte le graphe des coupures du à la manque de voisinage on trouve que le problème est au

manque de voisine. Donc il faut optimiser la liste des voisines.

Figure 57 : graphe de coupure d‟appel due au SHO

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

pmNoNormalRabReleaseSpeech - pmNoSystemRabReleaseSpeech

Voice Drop Call

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

20.00Drop speech due to SHO Action

pmNoSysR…


INPT Juin 2010 72

8. Conclusion

Les compteurs statistiques recueillis au niveau des RNC/ RBS reflètent les performances d‟une cellule

3G dans le réseau déployé. Pour les différentes anomalies qui apparaissent dans le fonctionnement du

réseau, des compteurs spécifiques doivent être analysées pour ressortir la source du problème.

Le nombre de compteurs générés par les différents nœuds du réseau est énorme, par conséquent,

l‟analyse devrait se concentrer seulement sur les compteurs reflétant les performances critiques des

cellules.


INPT Juin 2010 73

Conclusion générale

Au terme de ce projet de fin d‟études, j‟ai pu mettre en lumière les fonctionnalités que propose la

technologie UMTS et son évolution HSDPA. J‟ai ensuite élaboré trois étapes cruciales dans

l‟évolution d‟un réseau radio à savoir la planification ainsi que le réglage initial avant la

commercialisation du produit. Après je me suis focalisés sur le réglage après la commercialisation

ainsi que l‟optimisation radio.

Le premier chapitre a été consacré à l‟élaboration d‟une étude des caractéristiques des technologies

UMTS et HSPDA, notamment ses principes fondamentaux, l‟architecture protocolaire ainsi que la

gestion des ressources radio.

Dans le deuxième chapitre, j‟ai étudié les Scrambling codes, et j‟ai participé à un projet dont j‟ai

planifié les SC des sites par une méthode reposant sur le regroupement des sites en cluster.

Dans le Troisième chapitre, l‟étape du réglage initial a été décrite. J‟ai abordé ses objectifs, ses étapes

de réalisation ainsi que l‟analyse d‟un cas concret dans le but d‟une meilleure compréhension de la

problématique posée.

Dans le quatrième chapitre, j‟ai mis en évidence le processus d‟optimisation radio. J‟ai introduit la

notion d‟indicateurs clés de performance et son utilité pour l‟évaluation des performances. J‟ai par la

suite entamé la description du processus d‟optimisation par ses deux modules essentiels qui sont

l‟accessibilité et le maintien des services. J‟ai analysé des cas concret et j‟ai terminé par une

proposition des solutions.

Durant ces quatre mois de stage, j‟ai pu développer mes capacités d‟adaptation, d‟organisation,

d‟initiative et d‟esprit de groupe. J‟ai eu l‟occasion de toucher à l‟aspect pratique du travail quotidien

de l‟ingénieur. Ainsi, j‟ai eu contribué à la planification d‟un réseau 3G réel, analyser et étudier des cas

concrets de situations de problèmes où il fallait prendre la bonne décision. De plus, ce projet m‟a

permis d‟enrichir et de consolider nos connaissances en télécommunications acquises au sein de notre

établissement.

Toute mon ambition est que ce travail sert de référence pour de futures recherches qu‟elles soient dans

le domaine de planification des Scrambling Codes ou dans le domaine du Réglage et d‟optimisation

radio de réseau 3G.


INPT Juin 2010 74

Glossaire

A

ACK Acknowledgement

AICH Acquisition Indicator Channe

AMR Adaptive MultiRate speech codec

ARQ Automatic Repeat reQuest

B

BCCH Broadcast Control Channel

BCH Broadcast Control Channel

BLER Block Error Rate

C

C/I Carrier-to-Interference ratio

CCCH Common Control Channel

CCPCH Common Control Physical Channel

CM Connection Management

CPICH Common Pilot Channel

CQI Channel Quality Indicator

CS Circuit Switched

D

DL Downlink

G

GSM Global System for Mobile communications

H

HARQ Hybrid Automatic Repeat request

HS-DPCCH Dedicated Physical Control Channel

HS-DSCH High-Speed Downlink Shared

Channel

HS-PDSCH High-Speed Physical Downlink

Shared Channel

HS-SCCH HS Shared Control Channel

I

IRAT Inter-Radio Access Technology

K

KPI Key Indicator Performance

M

MGW Media Gateway

N

NACK Negative Acknowledgement

Q

QAM Quadrature Amplitude Modulation

QoS Quality of Service

QPSK Quadrature Phase Shift Keying

R

RAB Radio Access Bearer

RAN Radio Access Network

RB Radio Bearer

RBS Radio Base Station

RL Radio Link

RLC Radio Link Control

RNC Radio Network Controller

RRC Radio Resource Control

RSCP Received Signal Code Power

RSSI Received Signal Strength Indicator

T

TEMS Test Mobile System

U

UL Uplink

W

WCDMA Wideband Code Division Multiple

Access


INPT Juin 2010 75

Bibliographie

WCDMA Radio Access Network Optimization: Key Performance Indicators (Document Ericsson)

WCDMA Radio Access Network Optimization: Data Collection (Document Ericsson)

WCDMA Radio Access Network Optimization: Service Accessibility

WCDMA Radio Access Network Optimization: Service Retainability

RAN Tuning Drops & Blocks Classification RevB

ALEX Libraries

Radio Network Tuning and Optimization for Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)

3G Cell Optimisation RevA_Facts


INPT Juin 2010 76

Annexe : TEMS Investigation

TEMS Investigation est utilisé au niveau d‟Ericsson et représente l'outil leader de l'industrie pour le

dépannage, la vérification, l'optimisation et la maintenance des réseaux sans fil. Il permet d‟offrir une

collecte de données, d‟analyser en temps réel, et de post-traiter les mesures reçues. TEMS

Investigation est donc une solution complète pour les opérateurs de réseau qui permet d‟éliminer le

besoin d'outils multiples, de réduire les coûts et d‟enregistrer un gain de temps et d'efforts pour le

personnel des opérations.

En outre, TEMS Investigation supporte toutes les technologies et est donc indispensable pour le

déploiement des nouveaux réseaux.

Il présente les avantages suivant :

Ergonomie de l‟interface.

GPS intégré.

Description des événements lors du drive test, par voix audio

Alarmes sonores pour la détection des problèmes lors du drive test

La fenêtre centrale de Tems permet de visualiser un aperçu des différents paramètres du réseau et

passer à d‟autres fenêtres. Les paramètres visualisés dans la fenêtre principale contiennent :

• RxLevel.

• C/I.

• Statistiques des appels effectués lors du drive test en incluant les appels réussis, les appels bloqués et

les appels ayant enregistrés une coupure.

• Statistiques du handover (échec et succès).

Documents

94922455 Rapport Final ALA