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Planification et ramnagement du rseau cellulaire : Une approche
base d'ontologies spatiales et d'agents
Chaker MEZIOUD Dpartement Informatique
Universit Mentouri de Constantine. Laboratoire MISC
Email: [email protected]
& Mohammed Khireddine KHOLLADI Dpartement Informatique
Universit Mentouri de Constantine. Laboratoire MISC
Email: [email protected]
Rsum
Au cours de ces dernires annes, les systmes de communication
hertziens ont connu une croissance exceptionnelle, notamment dans
la radiodiffusion. Ce besoin est maintenant bien plus aigu avec
lvolution des rseaux tlphoniques (GSM), en raison de la plus grande
complexit du systme et du nombre de paramtres qui doivent tre
considrs. Paralllement, les techniques de radiocommunication
revtent dsormais une importance cruciale pour un nombre croissant
de services. . La conception de grands rseaux cellulaires est un
problme complexe, qui tourne autour dun grand impact : la qualit du
service et le cot du rseau. Avec la croissance continue et rapide
du trafic de communication, la planification grande chelle devient
de plus en plus difficile. Dans ce sujet, la solution des problmes
doptimisation, sont dveloppes dans un contexte multicritres
associant les critres financiers (cot du rseau), les critres
techniques (assurance, disponibilit) et les critres de vente
(qualit de service). Par consquent, dans ce contexte il est
ncessaire d'intgrer ces outils d'optimisation dans des arrangements
plus gnraux afin de dvelopper des mthodes bien plus efficaces. Pour
de telles raisons nous nous retrouverons devant le dfis de prsenter
une fiable approche, en utilisant de nouvelles techniques, qui sont
les ontologies spatiales et les systmes multi agents, afin de
concevoir les mthodes auto adaptatives qui peuvent ragir la forme
du problme.
Mots-Cls : GSM, Rseaux cellulaire, Optimisation,
Ontologies Spatiales, Systmes Multi Agents.
1. INTRODUCTION L'industrie des communications mobiles a connu
un essor prodigieux au cours de la dernire dcennie. Elle est
dveloppe, au-del de toutes les attentes. Ainsi, actuellement, des
millions d'abonns profitent des services offerts par les rseaux
cellulaires. La plupart utilise les rseaux GSM (Global System for
Mobile Communications) [12]. Concevoir un rseau cellulaire est
indubitablement le dfi le plus ambitieux de toute la tlphonie
mobile. Les rseaux cellulaires sont des systmes forts facteurs de
tensions. Lajustement temps rel de la solution tant actuellement
impossible. Laspect dynamique rajoute une nouvelle dimension au
problme de conception (design) des rseaux cellulaires.
Loptimisation sert alors anticiper les modifications oprer sur le
rseau afin doptimiser les performances du rseau pendant son
volution et rduire les cots de son ramnagement. Lanalyse dtaille
et comprhensive du comportement du trafic dans le temps et dans
lespace est un processus indispensable pour la planification des
systmes radio mobiles. Raison pour laquelle lutilisation doutils de
modlisation des zones gographiques doit tre ajuste en fonction de
mesures ralises sur le terrain, en particulier dans le cas des
environnements urbains et des constructions. Dans un tel contexte
loptimisation se traduit en termes dune fiable planification, tout
en rflchissant au moindre cout pour le ramnagement du rseau
cellulaire en cas de dploiement. Car le dimensionnement statique du
rseau de faon offrir un niveau de service minimum lheure de pointe
pour effet de gaspiller les ressources du systme lorsque celles-ci
ne sont pas bien exploites. Les algorithmes automatiques ou
interactifs et les outils d'optimisation seraient trs utiles. Les
avances dans ce secteur mneront certainement aux amliorations
importantes au sujet de la qualit de service et du cot de
dploiement. Dans ce sujet, la solution des problmes doptimisation,
sont dveloppes dans de nouveaux contextes, qui prennent en
considration ltude des caractristiques et de la flexibilit de la
zone gographique. Le systme doit tre capable de fonctionner en
configuration localise ou tendue dans des aires urbaines de haute
densit comme dans des aires rurales de faible densit. Pour de
telles raisons nous nous retrouverons devant le dfi de prsenter une
fiable approche, en utilisant de nouvelles techniques, qui sont :
les ontologies spatiales et les systmes multi-agents. Notre
travail, consiste proposer une approche de planification et
ramnagement du rseau cellulaire. La contribution reflte une tude
pousse de lespace gographique, permettant de raliser un rseau
cellulaire qui permettra galement de rpondre aux besoins de
couverture et de qualit. Ce processus vise raliser les objectifs
suivants : Elaborer un rseau cellulaire optimal, adapt nimporte
quelle zone gographique. Garantir un ramnagement automatique,
qui ragit aux
pannes et aux alas, capable de traiter des problmes dont les
donnes ne sont que partiellement connus, et pour lesquels les
informations arrivent au cours du temps.
Le prsent papier est compos de diffrentes parties : la premire
partie aborde un tat de lart sur notre domaine dtude, quest le
rseau de tlphonie mobile, tout en essayant dclaircir ses
principales notions de base. La deuxime partie est rserve pour le
domaine des ontologies,
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notamment les ontologies spatiales, llment primordial de notre
tude. La troisime partie prsente tous les concepts lis aux agents,
commenant par la dfinition de ce dernier, jusquaux types dagents et
leurs diffrentes interactions. Dans la quatrime section, nous
essayons de prsenter une nouvelle approche, pour la rsolution des
problmes de planification dun rseau cellulaire, tout en veillant
sur son dploiement. Une dmarche qui se base sur de nouvelles
techniques, qui sont les ontologies spatiales et les systmes multi
agents pour la mise en uvre dun processus doptimisation du rseau
cellulaire, travers une coopration efficace avec diffrents agents,
o chaque agent est responsable sur la rsolution dun problme ou
lexcution dune tche bien dtermine. Une dernire section a fait
lobjet dune conclusion et perspectives. 2. TELEPHONIE MOBILE La
mise en place dun rseau GSM va permettre un oprateur de proposer
des services de type voix ses clients en donnant laccs la mobilit
de lieu. 2.1 Architecture gnrale des rseaux GSM Le but d'un rseau
de tlphonie mobile est d'assurer un ensemble de services de
tlcommunications aux utilisateurs quels que soient leurs
dplacements l'intrieur d'un territoire. A cette fin l'abonn mobile
utilise deux lments distincts : Un quipement mobile, ou terminal,
qui fournit les
capacits radio et logicielles ncessaires au dialogue avec le
rseau.
Une carte amovible SIM (Subscriber Identity Module), qui stocke
les caractristiques de l'abonn et ses droits, en particulier son
identit internationale.
Le mobile est rattach au rseau par voie radio. La partie du
rseau en charge de grer la liaison avec la station mobile est
appele interface radio. Cette dernire, elle mme fait partie du
sous-systme radio (Base Station Subsystem - BSS), qui constitue
avec le sous-systme fixe (Networkand Switching Subsystem - NSS) les
deux composants principaux des rseaux GSM [6].
Figure 1. Architecture gnrale dun rseau GSM [12]
2.2.1 Le sous-systme radio (BSS) dans le GSM : Le sous systme
radio gre la transmission radio. Il comprend les parties suivantes
: A- Le mobile Le tlphone et la carte SIM sont les deux seuls
lments auxquels un utilisateur a directement accs. Ils suffisent
raliser l'ensemble des fonctionnalits ncessaires la transmission et
la gestion des dplacements [7].
B- Fonctions de la BTS (Base Transceiver Station) Une BTS est
compos de plusieurs metteurs/rcepteurs appels cartes TRX . Sa
capacit maximale lui permet de grer une centaine de communications
en parallle. La BTS s'occupe des aspects physiques de la
transmission : la modulation et dmodulation des signaux, le codage
correcteur d'erreurs etc. Elle ralise aussi un ensemble de mesures
radio permettant le contrle de la qualit d'une communication en
cours. Ces informations sont directement envoyes au BSC [6]. C-
Fonctions du BSC (Base Station Controller) Un BSC contrle une ou
plusieurs BTS. Il est charg de la gestion de la ressource radio :
allocation des canaux, procdure de handover (un mcanisme grce
auquel un mobile peut transfrer sa connexion dune BTS vers une
autre). Le BSC exploite les mesures fournies par les BTS afin de
rgler les puissances d'mission des BTS et des mobiles. Il constitue
de plus le lien entre le sous systme radio BSS (BTS et BSC) et le
sous systme d'acheminement ou rseau fixe, NSS (Network Sub-System)
[6]. 2.2. Concept cellulaire Une cellule reprsente l'ensemble des
points du territoire couvert par une mme BTS (unit gographique d'un
rseau) et o le signal mis par cette BTS est le plus fort. On parle
alors de BTS "meilleure serveuse". Le concept cellulaire constitue
le fondement de base des rseaux radio mobiles. Lutilisation du
concept cellulaire permet l'ajustement des ressources radio la
demande en trafic. Cet ajustement est ralis en densifiant les zones
forte demande en communications. Le principe de densification se
traduit par des zones urbaines forte concentration de BTS couvrant
de petites cellules et des zones rurales faible concentration de
BTS couvrant des cellules de grande taille. 2.2.1. La division
cellulaire : Le concept de base d'un rseau cellulaire est d'une
part la division du territoire en un ensemble d'espaces appels
cellules et d'autre part le partage des canaux radio entre les
cellules fin dviter les interfrences. La taille d'une cellule varie
en fonction d'un ensemble de contraintes parmi lesquelles nous
trouvons : le relief de territoire (plaine, montagne), la
localisation (urbaine, rurale, suburbaine), la densit d'abonns, la
nature des constructions (maisons, pavillons, tours) etc. Nous
pouvons ainsi distinguer plusieurs types de cellules : Les macro
cellules : Ce sont des cellules de taille importantes allant jusqu'
35 Km, adaptes aux zones rurales faiblement peuples. Vu leur taille
les metteurs doivent fournir de puissances trs grandes. Les micro
cellules : adaptes aux zones urbaines denses, ce sont des cellules
de trs petites tailles de quelques centaines de mtres de rayon.
Elles permettent dcouler un trafic important par unit de surface.
Les pico cellules : de rayon de quelques dizaines de mtre et
adaptes la propagation lintrieur des btiments. La prochaine section
prsente le domaine des ontologies, tout en montrant le type le plus
convenable notre problmatique, quest les ontologies spatiales.
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3. LES ONTOLOGIES Les ontologies sont actuellement un thme de
recherche trs populaire dans de nombreux domaines Elles sont une
voie prometteuse pour dcrire et partager des connaissances et des
donnes au sein d'une ou plusieurs communauts. Elles constituent
donc une rfrence intressante pour apprhender la smantique des
informations changes. 3.1 Dfinition de lontologie Aujourd'hui,
plusieurs dfinitions ont t attribues au mot ontologie. Parmi les
plus rpondues par rapport notre tude, nous citons : Une ontologie
est la spcification d'une conceptualisation d'un domaine de
connaissance [5]. Cette dfinition s'appuie sur deux dimensions :
Une ontologie est la conceptualisation d'un domaine, c'est-
-dire un choix quant la manire de dcrire un domaine. La
spcification de cette conceptualisation, c'est--dire sa
description formelle. 3.2. Les types dontologie : Il existe
plusieurs types d'ontologies et ses applications sont diverses dans
le monde du dveloppement. Pour notre tude nous accordons limportant
intrt aux ontologies gographiques, et bien spcialement aux
ontologies spatiales. 3.2.1. Les ontologies gographiques Les
ontologies gographiques reprsentent des concepts gographiques [2] ,
qui dcrivent lespace gographique ou des entits ou phnomnes de cet
espace gographique. Ce qui fait la particularit des concepts
gographiques, cest justement leur relation lespace, auxquels ils
sont intrinsquement lis, de telle sorte quils ne peuvent tre
dissocis du territoire physique quils occupent. En consquence,
dcrire des concepts gographiques implique de sappuyer sur des
lments de reprsentation spatiale comme : a. Les ontologies
spatiales
Plus spcialement ddies la description des concepts qui
caractrisent lespace comme le point, la ligne etc. Ces ontologies
sont typiquement labores par des grands organismes de
normalisation.
b. Les ontologies spatialises (ou spatio-temporelles) Qui sont
des ontologies dont les concepts sont localiss dans lespace. Une
composante temporelle est souvent ncessaire en complment pour la
modlisation de linformation gographique, car les applications
gographiques manient aussi trs souvent des donnes temporelles, voir
spatio-temporelle.
3.2.2. Composantes dontologies spatiales [11], [8] a. La
mrologie (notion de partie)
Le concept de la mrologie est celui de partie. Bien quil existe
diffrentes versions de cette discipline thorique, toutes saccordant
sur quelques principes de base :
1. Chaque chose est une partie delle-mme. 2. Deux choses
distinctes ne peuvent pas tre des parties lune
de lautre. 3. Nimporte quelle partie dune partie dune chose est
elle-
mme une partie de cette chose.
La relation centrale en mrologie est celle de la partie propre
(PP): PP(x, y)= P(x, y) P(y, x) (x est une partie propre de y est
gale par dfinition x est
une partie de y et y nest pas une partie de x).
b. La topologie (notions de contact et de connexit) La topologie
permet de rendre en compte de la notion de connexion. Les principes
de base de la topologie, en ce qui concerne la relation de
connexion, sont les suivants :
C(x, x) (x est connect x). C(x, y) C(y, x) (Si x est connect y,
alors y est connect x). c. La localisation
A partir du primitif L (L(x, y) = x est exactement localis y),
on peut introduire diverses notions de localisation . En voici
deux: 9 Localisation partielle: PL(x, y) = z (P (z, x) L (z, y)).
(x est partiellement localis y est gal par dfinition il existe z,
tel que z est une partie de x et z est exactement localis y). 9
Localisation complte : WL (x, y) = z (P (z, y) L(x, z)). (x est
compltement localis y est gal par dfinition il existe z tel que z
est une partie de y et x est exactement localis z).
3.3. Les principales entits dune ontologie: Nous prsentons dans
cette partie les principales entits constructives dune ontologie
[10]. Parmi celle-ci on trouve principalement des concepts, des
relations, des axiomes et des instances:
Concept : Un concept est une reprsentation mentale dune classe
ou dun individu et a trait ce qui est reprsent et la faon dont
linformation est typiquement utilise pour la catgorisation. Il
existe diverses manires de dfinir un concept. Un des courants de la
psychologie des concepts, dite exemplariste, considre quun concept
est dfini par lensemble des objets quil dnote instances .
Relation : On peut distinguer les relations smantiques entre
concepts, comme la relation de spcialisation entre concepts. Dans
le cas des ontologies gographiques, ce seront souvent des relations
spatiales comme la relation de partie tout, dadjacence, de
localisation.
Axiome : Une ontologie est en outre compose daxiomes, qui
forment des contraintes smantiques pour le raisonnement et donnent
un acompte dune conceptualisation. Ils prennent la forme dune
thorie logique.
Instance : Ce sont des individus ayant des valeurs relles (pour
chaque attribut) particuliers.
4. LE MONDE DAGENTS Le thme des systmes multi agents (SMA) est
une discipline qui sintresse aux comportements collectifs produits
par les interactions de plusieurs entits autonomes et flexibles
appeles agents, que ces interactions tournent autour de la
coopration, de la concurrence ou de la coexistence entre ces
agents. 4.1. Dfinition dun agent Selon un nombre croissant de
chercheurs, un agent est dfini comme tant un systme informatique
situ dans un environnement [9], dont il est capable dagir en
parfaite autonomie sur ses actions, dans le but de faire rencontrer
les objectifs de sa conception, avec les caractristiques suivantes
: 9 Un agent est une entit situe dans un environnement
particulier, qui peroit ltat de lenvironnement travers ses
capteurs, et qui agit sur son environnement travers ses
effecteurs.
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9 Il est conu pour accomplir des objectifs spcifiques, et il a
des buts particuliers atteindre.
9 Il est autonome, du moment quil a le contrle de son tat
interne, et de son propre comportement.
9 Il est capable dexposer et de produire des solutions pour des
problmes flexibles. Il a besoin dtre la fois ractif (capable de
rpondre des opportunits, des changements qui surviennent dans
lenvironnement et proactif, il est capable dagir en anticipant les
futurs buts).
4.2. Types d'agents Les experts des systmes multi-agents ont
classifi ces derniers (agents) en trois grandes catgories selon un
critre essentiel qui est la reprsentation de son environnement, et
sont donc les agents ractifs et les agents cognitifs, et les agents
dlibratifs [1]. 4.2.1 Agent ractif On parle ici de systme
intelligent d'agents. Les agents sont simples et ne possdent pas
une reprsentation de leur environnement, ni de mmoire, ce qui les
prive d'apprentissage et de toutes anticipations aux vnements. Ils
sont caractriss par l'absence de structures organisationnelles
initiales prdfinies, d'o les agents agissent naturellement au
moment o l'action est ncessaire. Leur comportement est de type
stimuli - rponses. 4.2.2. Agent cognitif On parle ici de systme
d'agents intelligents. Les agents cognitifs sont plus volus,
rsultats des recherches menes dans le domaine de l'intelligence
artificielle. Ils possdent une reprsentation globale de leur
environnement et des agents avec lesquels ils communiquent, ils
tiennent aussi compte de leurs actions antcdentes. Chaque agent
possde une base de connaissances comprenant l'ensemble des
informations ncessaires l'accomplissement de sa tche, ainsi qu'
l'interaction avec l'environnement et les autres agents. 4.2.3.
Agent dlibratif Une architecture dagents dlibratifs est une
architecture comporte un mcanisme de dcision consistant en une
dlibration explicite sur les diffrentes possibilits daction en
utilisant, par exemple une gnration de plans ou en prenant en
compte lutilit espre des actions. Le mcanisme de dcision pouvant
tre trs complexe, laccent est mis sur loptimum et sur lexactitude
du comportement au dtriment de la robustesse et du temps
dexcution.
4.3. Diffrents types dinteractions
Linteraction est le mcanisme qui rend lensemble dagents
existants dans le systme plus dynamique, par le fait quelle met en
vidence les mcanismes de communication et de cooprations [13]. Avec
le moyen de linteraction lensemble des entits plonges dans un
environnement, peuvent interagir selon diffrentes formes :
4.3.1. Interaction sans communication Elle se base sur linfrence
des actions des autres. Exemple : - Utilisation de la thorie des
jeux avec matrices de gain. - Actualisation dune contrainte ou
actualisation dune
dpendance.
4.3.2. Interaction via la communication Cest un ensemble fini de
signaux sans interprtation et de syntaxe fixe. Exemple :
planification multi agents. Exemple : communication par
lenvironnement via les
traces (signaux) que laissent les agents et qui peut tre perues
par dautres agents.
4.3.3 Interaction via lenvoi de messages et de plans
Linteraction se fait par des envois de messages, tel que des
appels de mthodes des langages objets.
Dans lenvoi de plans, des changes de plans partiels se font
de faon quun un nud dchange des plans partiels dinterprtation
avec les autres nuds du systme.
4.3.4. Interaction via un tableau noir Linteraction via un
tableau noir Blackboard est une technique qui a prouv son efficacit
dans la conception des systmes informatique, et ce type de
technique utilis pour que les diffrents agents existants dans un
systme donn peuvent par se communiquer travers un espace mmoire
commun (partag) appel : blackboard , dont le mcanisme et de dposer
linformation ou la connaissance dans cette zone, lagent concern
viendra rcuprer cette information.
La figure 2 illustre ce mcanisme. Un systme contenant un
ensemble dagents bas sur ce type dinteraction, possde les lments
suivants :
Les connaissances Le tableau noir Le mcanisme de contrle
Figure 2. Interaction dagents via le tableau noir
4.4. Dfinition des SMA Un systme multi-agents (SMA) est un
systme form de plusieurs agents interagissant entre eux. Dans la
plupart du temps les agents agissent dans l'intrt de leur matre.
Leurs intrts ne se chevauchent pas forcment. Il s'agit donc de
coordonner leurs actions et de ngocier afin de trouver une solution
qui satisfasse tout le monde. 5. PRESENTATION DE LAPPROCHE La
planification initiale dun rseau cellulaire, est un processus bas
sur ltude des caractristiques spatiales de la zone gographique
concerne par le rseau. La ralisation de ce processus marque le
besoin dune reprsentation gographique de la rgion qui est issue
gnralement dun capteur, ensuite on fait appel un modle de
descriptions de donnes gographique tel que le modle vecteur, qui
permet davoir une description en terme de point, segment, et
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polygone. En utilisant les ontologies spatiales, on obtient une
autre description en termes de concept, relation et axiome. En
fonction de ces deux derniers : La description gographique et
lontologie spatiale , on aboutit un raisonnement sur la spatialit
des concepts laide des axiomes et des caractristiques spatiales, en
utilisant des composantes de lontologie spatiale; dont le rsultat
final est une simulation de la planification du rseau cellulaire, o
il suffit de linstancier pour obtenir une structure adapte toute
autre zone gographique. Dans la seconde phase, nous traitons la
partie de dploiement, o on propose une architecture Multi Agents.
Nous pouvons illustrer le processus de planification et de
ramnagement par la figure ci-dessous :
Figure 3. Vue globale du processus de planification et de
ramnagement
5.1. La planification initiale du rseau cellulaire : Cest la
phase initiale, qui consiste ltude de lespace gographique afin
dobtenir une planification initiale des cellules. Le processus de
simulation du rseau cellulaire initial est compos de diffrentes
phases, chacune possde un rle principal pour laccomplissement du
but final, et fait appel un modle de description gographique et aux
ontologies spatiales pour aboutir un rseau cellulaire initial (voir
figure 4).
Figure 4. Processus de simulation dun rseau cellulaire
initial
5.1.1. Reprsentation gographique dune zone : Durant cette phase,
on utilise une image de la zone gographique en question, issue des
donnes enregistres par un capteur non photographique bord d'un
satellite. Comme la montre la figure 4.
5.1.2. Description vectorielle de la zone gographique par le
modle vecteur :
Il sagit de dfinir la spatialit laide de types de donnes
spatiaux varis (ligne, point, polygone), de types dobjets spatiaux
(c'est--dire ayant des attributs spatiaux), de relations spatiales
comme les relations topologiques et/ou des champs continus (Le
modle vecteur): Les lignes reprsentent des jeux de coordonnes
dfinissant une forme. Les polygones reprsentent des jeux de
coordonnes dfinissant des limites entourant des zones (voir
figure5).
Figure 5. Exemple de passage dune description gographique vers
une description en mode vecteur
5.1.3. Reprsentation dune ville par lontologie spatiale : Nous
allons procder de faon gnrale correspondant toute zone gographique
comme suit : a- Reprsentation schmatique de lontologie. b-
Dfinition du dictionnaire des attributs. c- Dfinition du
dictionnaire des relations. d- Extraction des axiomes. e-
Extraction des axiomes spatiaux.
La figure suivante illustre un exemple dune reprsentation
schmatique dune ville par lontologie.
Figure 6. Reprsentation schmatique dune ville par lontologie
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Figure 7. Reprsentations schmatiques des instances par
lontologie
Tableau 1. Dictionnaire des relations.
Quelques axiomes gnraux pour la description dune ville:
Ville (x) quartier(x) route (x) Quartier (x) rsidence (x) lieux
publics (x) administration (x) constructions(x) Rsidence(x) lieux
publics(x) administration (x) constructions (x) polygone (x)
Lieux publics(x) foire(x) stade (x) muse (x) plage (x) parc (x)
march (x) Administration (x) cole (x) wilaya (x) dara (x) commune
(x) tribunal (x) Rsidence(x) hpital(x) clinique(x) cite
universitaire(x) universit(x) htel (x) Construction (x) btiment (x)
villa (x) Sachant que : 9 Une macro-cellule est une zone daction
stend jusqu 30
km (30000m) selon les obstacles rencontrs Adapte aux grandes
zones rurales peu peuple.
9 Une micro-cellule couvre quelques rues dun centre ville ou un
hpital (porte maximale de 500m) Adapte ou il y a une forte
population.
9 Une pico-cellule couvre un tage dun grand btiment ou dun
centre commercial (porte maximale 100m) Adapte o il ya des
obstacles.
Ces trois types de cellules permettent aux oprateurs de crer un
rseau multicouche leur offrant ainsi une manire de plus pour
augmenter la capacit de leur rseau.
Tableau 2.Pertes apportes par les diffrents matriaux de
construction
5.1.4. Extraction des axiomes
Soit : x une administration, un lieu public ou une rsidence. Sp
le seuil de population, Sm seuil de perte de matriel de
construction en dB: 9 500 < Superficie(x) 30000 macro-cellule(x)
(1) 9 (Population(x) Sp)(Superficie(x) >100) micro-cellule(x)
(2) 9 (Obstacle(x) Sm) Pico-cellule(x) (3) Axiomes concernant la
mrologie : 9 Relation de partie : P (Quartier, Ville) Quartier est
une partie de la ville. 9 Relation de recouvrement :
O (Quartier, Administration) Btiment [P (Btiment, Quartier) P
(Btiment, Administration)]
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Axiomes concernant la topologie : 9 Relation de frontire F
(Universit, Rsidence universitaire) Universit est en relation de
frontire avec Rsidence Universitaire. 9 Relation de connexion :
C (Universit, Rsidence universitaire) z [F (z, Universit) F (z,
Rsidence universitaire)]
EC (Quartier(x), Quartier(y)) (Quartier(x), Quartier(y)) O
(Quartier(x), Quartier(y))
Axiome concernant la localisation : 9 PL (Rsidence, Quartier)
Btiment (P (Btiment,
Rsidence) L (Btiment, Quartier)) Ces axiomes nous conduisent une
tude de la spatialit qui permet dexploiter les composants de la
ville et dduire les relations entres eux. Ces dernires, induisent
une tude pour la simulation du rseau cellulaire initial et met en
vidence la notions de couches. 5.1.4. Exemple de simulation : Dans
laxiome prcdent (Relation de recouvrement) nous avons : O
(Quartier, Administration) Btiment [P (Btiment, Quartier) P
(Btiment, Administration)] O (macro-cellule, micro-cellule) pico [P
(pico-cellule, macro-cellule) P (pico-cellule, micro-cellule)]. On
a : x un lieu public Sp le seuil de population (= 150 ), Sm seuil
de perte de matriel de construction (= 15 ). Et les axiomes (1),
(2), (3).
Pour le lieu public x on a parmi ses attributs :
Superficie = 20 km (20000m) Population = 200 (> seuil) Perte
de matriel de construction : 9
Pour ce lieu public, et selon les axiomes donns on obtient la
planification suivante :
9 500 < Superficie (Lieu-public) 30000 macro-cellule
(Lieu-public)
9 Population (Lieu-public) Sp) (Superficie (Lieu-public) >
100) micro-cellule (Lieu-public).
Donc, la planification cellulaire initiale de ce lieu public
sera de deux couches : Une micro-cellule installe sur la macro
cellule initiale.
Pour les constructions x on a parmi ses attributs :
Superficie = 30 km (3000m) Population = 100 (< seuil) Perte
de matriel de construction : 20
Pour ce lieu public, et selon les axiomes donns on obtient la
planification suivante :
9 500 < Superficie (Constructions) 3000 macro-cellule
(Constructions)
9 (Obstacle (Constructions) Sm) pico-cellule (Constructions)
Donc, la planification cellulaire initiale de ces constructions
sera de deux couches : Une pico-cellule installe sur la macro
cellule initiale
Figure 8. Exemple de simulation de la planification du rseau
cellulaire.
5.2. Processus de dploiement
Le but de ce processus est lexploitation fiable et intelligente
de la ressource BTS, en assurant un ramnagement automatique du
rseau cellulaire, o chaque cellule atteignant la surcharge se voit
demandeuse daide des autres BTS voisines nayant pas de charge, et
qui seront vus en tant que cellules candidates [3].
5.2.1 Rles des Agents
Agent Cellule : Cest un agent ractif, Il est charg de surveiller
ltat de la cellule cest dire la charge. Chaque cellule peut donc
tre Demandeuse ou Candidate, et possde un degr de participation
dans le cas o elle est candidate .
Agent Evaluateur : Il est responsable des calculs des paramtres
ncessaires au niveau de : l'azimut, le tilt et la puissance des
pilotes, selon la localisation de la zone couvrir.
Agent Historique : Cest un agent cognitif, qui sauvegarde les
solutions des problmes rencontrs au paravent, afin de fournir les
moyens permettant une rponse rapide et moindre communication.
Agent Ontologie : Capable de prendre en compte et grer
linformation gographique, et qui sintresse la spcification de
concepts spatiaux pour une reprsentation gographique de la rgion du
rseau cellulaire (ligne, point, polygone).
Agent Superviseur : Cest un agent dlibratif, le rle de cet agent
est de recenser chaque fois quelles sont les cellules de type :
"Demandeuse" et "Candidate". Aprs une collaboration avec l'agent
ontologie, l'Agent Superviseur dcidera quelle est la cellule
voisine (la plus proche la localisation de labonn) qui doit couvrir
la zone de surcharge. Puis il dlgue l'Agent Evaluateur la tche de
calculer les paramtres ncessaires (azimut, tilt,
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puissance des pilotes), ces derniers seront envoys de nouveau
l'Agent Superviseur afin d'assurer une personnalisation distance de
la BTS (rglage des antennes) de la cellule concerne, toute en
demandant l'Agent Historique de sauvegarder cette configuration du
rseau (solution) selon l'tat enregistr de l'environnement (problme
rencontr), pour un future similaire tat.
5.2.2. Intervention en cas de prvus (Agent Calendrier)
Cette phase est une extension de larchitecture de notre systme
de ramnagement [4]. Une fois que le rseau est ouvert, une analyse
suivie du fonctionnement est effectue afin de prvoir et de faire
face aux nouveaux besoins, ce qui fera le rle de lagent calendrier
; qui communique lagent superviseur les dates et les rgions
concernes par une monte priodique et importante du trafic (priodes
de : foire, comptition, vacances etc), afin de prendre les mesures
ncessaires. Donc, le processus est lanc priodiquement lors des
points de dcision, pour objectif la prparation du systme
ladaptation aux changements de la priode prvue, tout en essayant de
tenir compte des priodes ultrieures, en prdisant les zones o
laugmentation des capacits est requise et en ralisant les
changements intelligents ncessaires. Agent Calendrier : Cest lagent
responsable de fournir
tous les vnements pouvant se produire durant la vie du rseau
radio mobile, afin de prvenir les changements qui peuvent survenir,
tel que llargissement de la zone de couverture ou lintroduction de
nouveaux services ou nouvelles fonctions (ex : ajout dune BTS
porteuse), pour raliser le contrle des nouveaux besoins.
Figure 9. Architecture gnrale du processus de dploiement
6. CONCLUSION ET PERSPECTIVES travers ce papier nous avons
prsent une nouvelle approche, pour rsoudre le problme dlaboration
dun rseau cellulaire pour les oprateurs de la tlphonie mobile. Une
approche qui se base sur de nouvelles techniques, qui sont les
ontologies spatiales et les systmes multi agents pour la mise en
uvre dun processus de planification et de ramnagement automatique
du rseau cellulaire travers une coopration efficace avec diffrents
agents, o chaque agent est responsable sur la rsolution dun problme
ou lexcution dune tche bien dtermine. Notre travail a connu
plusieurs tapes. Aprs avoir parl du domaine des rseaux de la
tlphonie mobile et ses principaux concepts, nous avons pens une
intgration des ontologies spatiales dans une approche base dagents,
qui nous permettra daboutir des meilleurs rsultats, raison pour
laquelle nous nous somme retrouv devant le besoin de prsenter une
section concernant
les ontologies, et une autre sur le monde des agents. Pour
arriver au noyau de notre travail, quest la description de la
solution propose avec ses principaux points, en particulier la
prsentation de larchitecture gnrale du systme propos. Comme
perspectives, nous pensons que le dveloppement dun logiciel qui
supporte les importants concepts et techniques dj dvoils travers
notre tude, guide le rseau mobile vers une solution globale ou un
bon optimum local. A chaque itration, un valuateur rapide du rseau
GSM calcule les nouveaux paramtres. Ce qui amliora la qualit du
rseau optimis manuellement, et de rduire le temps ncessaire pour
cette tche rptitive pour les experts radio. Le gain en performance
se traduit aussi par la rduction pour loprateur des investissements
en infrastructures. Rfrences
[1] Aloys Mbala Hikolo. Analyse, conception, spcification et
dveloppement dun systme multi-agents pour le soutien des activits
en formation distance . 2003.
[2] B.Smith and M.Mark. Ontology and geographic kinds .
1998.
[3] Chaker Mezioud, Mohammed Khireddine. A New Approach for the
resolution of the problems of optimization for mobile telephony
operators. Journal of Theoretical and Applied Information
Technology.2009. 8Vol5No3.
[4] Chaker Mezioud, Mohammed Khireddine. Dynamic architecture
for the resolution of the problems of optimization for mobile
telephony operators. IEEE.GIIS 2009.
[5] Gruber T. A translation approach to portable ontology
specification. Knowledge Acquisition (199-220). 1993.
[6] Hakim MABED. Modles et techniques doptimisation dynamique
pour les rseaux radio mobile . 2003.
[7] Imen DAYA. Planification radio dune solution de couverture
indoor .2005.
[8] P. Balbiani and P.Muller. Le raisonnement spatial dans le
temps, lespace et lvolutif en sciences de traitement de
linformation . CEPADUES Editions, 2000.
[9] R. JENNINGS. On agent-based software engineering.
Departement of electronic and Computer Science, University of
Southampton, Southampton SO17 IBJ, UK Received 21 September 99.
[10] R.L. Goldstone and A.Kersten. Concepts and categorization.
Comprehensive Handbook of Psychology. Volume 4. Proctor Eds.
2003.
[11] R Casati, B Smith and MARK. Ontological tool for geographic
representation. IOS Press, Amsterdam, 1998.
[12] Stphane GIRODON. Rseau GSM, GPRS et UMTS . 2002.
[13] Y.LABROU, T Fenin, Y Peng, agent communication languages:
the current landscape, IEEE Intelligent Systems, p 45-52,
March-April 1999.
