Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 20101 Table des MatiresTables des figures Table des Tableaux Introduction gnrale Chapitre 1 : Etude des fonctionnalits dUMTS et HSDPA 1.Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) ............................................................................... 7 1.1Introduction ............................................................................................................................................. 7 1.2Attribution De Frquences ...................................................................................................................... 7 1.3Architecture UMTS: ............................................................................................................................... 8 1.3.1Rseau daccs UTRAN ................................................................................................................. 9 1.3.2Rseau Cur : ............................................................................................................................... 10 1.4Les Principes DuW-CDMA ................................................................................................................ 11 1.4.1CDMA ........................................................................................................................................... 11 1.5Les canaux WCDMA ............................................................................................................................ 14 1.5.1Les Canaux Logiques .................................................................................................................... 15 1.5.2Les canaux de transport : ............................................................................................................... 16 1.5.3Les Canaux physiques ................................................................................................................... 16 1.6Contrle de puissance ........................................................................................................................... 18 1.6.1Contrle de puissance en boucle ouverte (Open Loop Power Control) ........................................ 19 1.6.2Contrle de puissance en boucle ferme (Closed Loop Power Control ) ..................................... 19 2.High Speed Downlink Packet Access ........................................................................................................... 20 2.1Les principes gnraux de lHSDPA : .................................................................................................. 20 2.1.1TTI court ....................................................................................................................................... 20 2.1.2La transmission de canal partag .................................................................................................. 20 2.1.3Modulation et codage adaptatif (AMC) ........................................................................................ 21 2.1.4Modulation dordre plus lev ...................................................................................................... 21 2.1.5Mcanisme de retransmission hybride ARQ (HARQ) .................................................................. 22 2.1.6Ordonnancement Rapide ............................................................................................................... 23 2.2Architecture protocolaire et structure des canaux introduits ................................................................. 23 2.2.1Pile protocolaire ............................................................................................................................ 23 2.2.2Canaux HSDP ............................................................................................................................... 24 2.3Allocation dynamique de puissance ...................................................................................................... 25 2.4Le contrle de code HSDPA ................................................................................................................. 25 3.Conclusion .................................................................................................................................................... 26 Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 20102 Chapitre 2 : Planification dun rseau 3G UMTS 1.Introduction : ................................................................................................................................................. 27 2.Capacit de systme WCDMA : ................................................................................................................... 27 3.Allocation de voisinage : ............................................................................................................................... 29 3.1Allocation de priorit de slection par distance : .................................................................................. 30 3.2Allocation de priorit par plage de distance : ........................................................................................ 30 4.Allocation des Squences PN........................................................................................................................ 30 4.1Les squences PN : ............................................................................................................................... 31 4.2Mthode dallocation de squences PN : .............................................................................................. 32 5.Conclusion : .................................................................................................................................................. 34 Chapitre3 : Tuning dun rseau 3G 1.Introduction : ................................................................................................................................................. 35 2.Les tapes de tuning : .................................................................................................................................... 35 2.1Prparation ............................................................................................................................................ 35 2.2Drive Test .............................................................................................................................................. 36 2.3Analyse et Post-processing : ................................................................................................................. 38 3.Tuning du canal pilote ................................................................................................................................... 38 4.Tuning de la partie CS .................................................................................................................................. 39 4.1Laccessibilit (ou analyse des appels bloqus) .................................................................................... 39 4.1.1Voisines non dclares .................................................................................................................. 40 4.1.2Mauvaise couverture ..................................................................................................................... 40 4.1.3Not Radio ...................................................................................................................................... 41 4.1.4Le blocage dappel anormal .......................................................................................................... 42 4.2La maintenabilit de la connexion (Retainibility ou analyse des dropped calls) .................................. 44 4.2.1Absence de relation de voisinage .................................................................................................. 44 4.2.2Mauvaise couverture ..................................................................................................................... 45 4.2.3Mauvaises conditions radio ........................................................................................................... 46 4.2.4Congestion .................................................................................................................................... 46 4.3Proposition de changements .................................................................................................................. 47 4.3.1Les tilts .......................................................................................................................................... 48 4.3.2R-azimutage ................................................................................................................................ 48 4.3.3Rehaussement ou baisse de lantenne ........................................................................................... 48 5.Traitement de cas rels : ................................................................................................................................ 49 5.1Analyse des Scrambling Codes ............................................................................................................. 49 5.2Analyse de couverture : ......................................................................................................................... 49 5.3Analyse du rapport Ec/N0 ..................................................................................................................... 50 5.4Analyse de coupure et blocage dappel : ............................................................................................... 50 Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 20103 6.Conclusion .................................................................................................................................................... 51 Chapitre 4 : Les indicateurs cls de performances de systme WCDMA 1.Introduction ................................................................................................................................................... 52 2.Les compteurs ............................................................................................................................................... 53 3.Modules de la QoS ........................................................................................................................................ 54 4.Flux D'Optimisation WCDMA RAN : .......................................................................................................... 56 4.1Prparations :......................................................................................................................................... 56 4.2Module daccessibilit : ........................................................................................................................ 56 4.3Module de maintienne : ......................................................................................................................... 56 4.4Module de lintgrit : ........................................................................................................................... 56 5.Processus doptimisation du rseau WCDMA RAN .................................................................................... 56 5.1Collection et Evaluation des Donnes ................................................................................................... 57 5.2Analyse des performances..................................................................................................................... 57 5.3Elaboration des recommandations et leur implmentation ................................................................... 58 5.4Vrification des changements ............................................................................................................... 58 6.Aperu sur quelques aspects doptimisation dun rseau 3 G ....................................................................... 58 6.1Module daccessibilit .......................................................................................................................... 58 6.1.1Gnralits .................................................................................................................................... 58 6.1.2Les indicteurs cls de performances de laccessibilit : ................................................................ 59 6.1.3Les performance des mauvaise cellules : ...................................................................................... 60 6.1.4Exemples de cas danalyse de ltablissement des connexions RRC et RAB .............................. 60 6.2Module de maintien .............................................................................................................................. 63 6.2.1Gnralits .................................................................................................................................... 63 6.2.2Les indicteurs cls de performances du maintien : ....................................................................... 63 6.2.3Coupure due lUL Out-Of-Synchronization ............................................................................... 64 6.2.4Coupure due la congestion ......................................................................................................... 65 6.2.5Coupure due au Soft/Softer Handover .......................................................................................... 65 6.2.6Coupure due lIRAT Handover .................................................................................................. 67 7.Exemple de lanalyse de performance pour les cellules dgrades ............................................................... 68 7.1Le cas dun site congestionn : ............................................................................................................. 68 7.2Le cas de drop call : .............................................................................................................................. 71 8.Conclusion .................................................................................................................................................... 72 Conclusion gnrale Glossaire Bibliographie Annexe : TEMS InvestigationProjet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 20104 La table des figures Figure 1 : Le plan dallocation de spectre ............................................................................................................... 8 Figure 2 : larchitecture Globale durseau UMTS ................................................................................................ 8 Figure 3 : Architecture du rseau daccs ............................................................................................................... 9 Figure 4 : Architecture de Rseau cur ................................................................................................................ 10 Figure 5 : LEtalement de signal ........................................................................................................................... 12 Figure 6 : Larbre de code d Hadamard ............................................................................................................... 13 Figure 7 : relation entre Scrambling code et les code orthogonaux ...................................................................... 14 Figure 8 : schma 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 : Contrle de Puissance ......................................................................................................................... 19 Figure 13 : principe de HSDPA ............................................................................................................................ 20 Figure 14 : Transmission de canal partag ............................................................................................................ 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 19Allocation dynamique de puissance ..................................................................................................... 25 Figure 20 : les relations de voisinage dune cellule .............................................................................................. 29 Figure 21 : registre dcalage .............................................................................................................................. 31 Figure 22 : Une situation dun mobile ne peut pas distinguer les PN reus de deux RBS.................................... 32 Figure 23 : Prise dcran des sites regroups en clusters. ..................................................................................... 33 Figure 24 : la rpartition des SC sur les Sites ....................................................................................................... 34 Figure 25 : Les tapes de lInitial tuning .............................................................................................................. 35 Figure 26 : Connexion des quipements ............................................................................................................... 37 Figure 27: Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de voisine non dclare ................................ 40 Figure 28:Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de mauvaise couverture ................................. 41 Figure 29: Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de mauvaise couverture ................................ 41 Figure 30 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de Congestion .............................................. 42 Figure 31 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de Unanswered RRC requests ..................... 43 Figure 32 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme CM Service Abort ....................................... 43 Figure 33 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de manque de voisine .................................. 44 Figure 34 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de mauvaise couverture ............................... 45 Figure 35 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de mauvaises conditions radio .................... 46 Figure 36 :Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme 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 lEcNo lors du drive test ......................................................................................................... 50 Figure 40 : Plot des coupures dappel lors du drive test ....................................................................................... 51 Figure 41 : Les critres de QoS* ........................................................................................................................... 55 Figure 42 : Optimization Process .......................................................................................................................... 56 Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 20105 Figure 43 Figure illustrant le processus doptimisation dun rseau WCDMA. ................................................... 57 Figure 44 : La procdure daccessibilit au rseau ............................................................................................... 59 Figure 45 : Illustrant lanalyse dun appel MOC ainsi que les diffrentes conclusions tires .............................. 61 Figure 46 : Flux du contrle dadmission ............................................................................................................. 62 Figure 47 :La puissance de transmission de UE VS EcNo et RSCP de CPICH ................................................... 65 Figure 48 : Procdure du Soft Handover ............................................................................................................... 66 Figure 49 : Re-slection 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 dcran de la zone ...................................................................................................................... 70 Figure 56 : graphe de coupure dappel .................................................................................................................. 71 Figure 57 : graphe de coupure dappeldue au SHO ............................................................................................ 71 Table des Tableaux Tableau 1 : les paramtres des canaux de HSDPA ............................................................................................... 25 Tableau 2 : La priorit de slection en fonction de plage de distance utilis par Ericsson ................................... 30 Tableau 3 : Le premier Groupe de Plan de Scrambling Code ............................................................................... 32 Tableau 4 : La couverture classepar niveaux .................................................................................................... 39 Tableau 5 : Tableau rsumant lanalyse les coupures dappels rencontrs lors du Drive Test ............................. 51 Tableau 6 : tableau montre la dur dutilisation de linterface Iub ....................................................................... 70 Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 20106 Introduction gnrale Aveclavnementdesnouvellesgnrationsdestandardsdetlcommunicationsquioffrentdeplus enplusdeservicesgourmandsendbitetexigeantsenqualitdeservice,lesoprateurstlcoms sefforcentdesoignerlintroductiondechaqueserviceetsonlancementcommercialinitial,afinde gagnerlaconfianceetlasatisfactiondesclientsdansuncontexteconomiquecaractrisparune concurrence ardue. Dans un souci dassurer la continuit de la dlivrance des services avec une meilleure qualit et vu que toutrseaudploydoitfairelobjetdextensionpoursuivrelvolutiondelaclientleetde maintenance pour pallier aux anomalies qui surgissent, les oprateurs accordent une grande importance loptimisation de leur rseau. Cette phase est lcoute du rseau via des statistiques dont le volume se multiplie avec chaque volution. De l apparait le besoin de concevoir un outil informatique pour la gestiondesesstatistiquesafinderduirelescotsetlesdlaisdeprisededcisionsquantaux dmarches entreprendre pour amliorer la capacit et la qualit du rseau. CestdanscecontextequesinscritmonprojetdefindtudesquiapourobjetdillustrerledroulementdelaphasedelaplanificationdesScramblingCodesdunrseau3Getlaphasedu rglage ainsi que lintgration des principes du processus doptimisation. MonRapportdePFEseComposede4chapitres.lepremierchapitretraiteraltudedes fonctionnalitsdelaNormeeuropennedela3G UMTS etsonvolutionHSDPAproposepar Ericsson pour amliorer la rentabilit des rseaux doprateurs. Ledeuxime chapitre sera consacr la planification des Scrambling Codes et lallocation des listes desvoisinespourlessitesdunrseau3G UMTS .LeTroisimechapitreconcerneraleInitial Tuningdunrseau3GAlorsquelequatrimechapitreserarservltudedesIndicateursde performances du Systme WCDMA. Une conclusion gnrale mettra fin mon rapport. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 20107 Chapitre 1 :Etude des fonctionnalits dUMTS et HSDPA 1.Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) 1.1Introduction L'expression UMTS dsigne une norme cellulaire numrique de troisime gnration. Atteignant 2 Mb/sdanscertainesconditions,lesvitessesdetransmissionsoffertesparlesrseauxUMTSsont nettement plus leves que celles des rseaux de seconde gnration, qui plafonnent vers 150 kb/s avec GPRS. L'UMTS est une volution de la norme GSM. Mais contrairement au GPRS il n'est pas possible d'utiliser les mmes frquences que le GSM. Il est donc ncessaire d'attribuer de nouvelles frquences. LestravauxpourdfinirlatroisimegnrationdesystmesRadioMobilesdbutrentlorsdela WorldAdministrativeRadioConference(WARC)delInternationalTelecommunicationsUnion (ITU) en 1992. Lobjectif initial de lITU consistait en la dfinition dune seule interface radio mondiale et unique pour lIMT2000. Bien que les diffrentes tractations dans ce sens naient pas abouti, la mme interface radio,savoirleWCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess),futproposeparlETSIet utilise en Europe et en Asie. Alors quaux Etats Unis, Qualcomm, promoteur de la technologie CDMA, s'est longtemps oppos un accord mondial, et au lieu dopter pour une norme unique, il proposa une famille de normes L'UMTS est standardise par le 3GPP (3rd gneration Partnership Project). Celui-ci inclut l'ETSI enEurope,leT1P1enAmrique,l'ARIB,leCWTSetleTTAenAsiePacifiqueainsiqueleforum international TTC. L'UMTS,commeleGSM,comportegalementunegestiondemobilitbasesurla"Mobile Application Part" (MAP) du systme de signalisation n 7, appel aussi le SS7. 1.2Attribution De Frquences Lesfrquencesradiolectriquessont,deparleurnature,desressourcesrares.Lesdveloppements fulgurants intervenusces dernires annes dans le domaine de la technologie,essentiellement dans le dveloppementd'applicationsmobiles,ontcommeconsquenceuneexplosiondelademande concernantl'utilisationduspectredesfrquences.L'expansionrapide,notammentdesservicesde communications mobiles, rend plus difficile la gestion du spectre radiolectrique. L'attributiondesradiofrquencess'effectuedanslecadred'organismesinternationaux,en particulierlaConfrencemondialedesradiocommunications(CMR)etl'Unioninternationaledes tlcommunications(UIT).Cesorganismesontlemandatdedfinirlesconditions(techniques, Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 20108 oprationnellesetrglementaires)daccsauspectreparlespaysdelUITpourchaquetypede systme,derseauoudestationradiolectriqueetdedciderdesmodificationsapporterau rglementdesRadiocommunicationsdelUIT.Cedernierconstituelecadrerglementairemondial dutilisation du spectre, auquel les pays membres de lUIT sont tenus de se conformer. La figure suivante montre le plan dallocation de spectre : Figure 1 : Le plan dallocation de spectre 1.3Architecture UMTS: Le rseau UMTS est compos dun rseau daccs UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) et dun rseau coeur. Figure 2 : larchitecture Globale durseau UMTS Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 20109 1.3.1Rseau daccs UTRANLerseaudaccsUTRANestdotdeplusieursfonctionnalits.Safonctionprincipaleestde transfrer les donnes gnres par lusager. Il est une passerelle entre lquipement usager et le rseau cur via les interfaces Uu et Iu. Cependant, il est charg dautres fonctions : -Contrle dAdmission, Contrle de Congestion-diffusion des informations systme ; -chiffrement et dchiffrement du canal radio -Handover-configuration etfonctionnement des resource radio -combining/splitting control -tablissement et libration de la connection Radio bearer (Contrle des Bearers Radio) -Allocation etdsallocation des Bearers Radio -Fonction de protocole radio -contrle de puissance-Codage et dcodage du canal radio. Figure 3 : Architecture du rseau daccs 1.3.1.1NODE-B : Les fonctions du Node B sont principalement des tches de niveau couche physique. Il contient les fonctionsdetransmissionradio(modulation,dmodulation,codage,etc.).Ilestresponsabledela configurationdescellulesradio(lagestiondesfrquencesporteuses,lescodesdescellules,la configurationdescanaux,etc.),delagestiondescanauxdetransportcommunsetddis,dela synchronisation, de la gestion de la signalisation de l'interface Iub ainsi que du maintien des liens et du partage de la charge. 1.3.1.2Les interfaces de communication : Plusieurs types dinterfaces de communication coexistent au sein du rseau UMTS : -Uu:InterfaceentreunquipementusageretlerseaudaccsUTRAN.Ellepermetla communication avec lUTRAN via la technologie CDMA.-Iu:InterfaceentrelerseaudaccsUTRANetlerseaucoeurdelUMTS.Ellepermetau contrleur radio RNC de communiquer avec le SGSN.-Iur : Interface qui permet deux contrleurs radio RNC de communiquer.Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201010 -Iub : Interface qui permet la communication entre un NodeB et un contrleur radio RNC.1.3.1.3 Radio Network Controler LeRNCestresponsabledelagestionetducontrledescanauxradio(tablissement/maintien/ librationdesconnexionsradio).Ilestaussiresponsabledelagestionduhandover,lecontrlede ladmissiondesmobilesaurseauetlagestiondelacharge.Ilgrelesmcanismesdecontrlede puissance.Selon son rle fonctionnel, le RNC est dnomm : -SRNC (Serving RNC) : dun mobile est le RNC transportant les donnes utilisateur par linterface Iu.LeSRNCestlintermdiairefinalpourlasignalisationentrelUEetlUTRAN.ToutUEest associ un seul SRNC. -DRNC (Drift RNC) : est un RNC contrlant lescellules utilises par unmobile et qui relaye les donnes depuis/vers le SRNC. 1.3.2Rseau Cur : Le rseau cur de lUMTS est compos de trois parties dont deux domaines : -Le domaine CS (Circuit Switched) utilis pour la tlphonie -Le domaine PS (Packet Switched) qui permet la commutation de paquets. -Les lments communs aux domaines CS et PSCesdeuxdomainespermettentauxquipementsusagersdepouvoirgrersimultanmentune communicationpaquetsetcircuits.Cesdomainespeuventtreconsidrscommedesdomainesde service. Ce type darchitecture permet de pouvoir crer ultrieurement dautres domaines de service. Figure 4 : Architecture de Rseau cur 1.3.2.1Elments Communs Le groupe des lments communs est compos de plusieurs modules : Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201011 -LeHLR(HomeLocationRegister)reprsenteunebasededonnesdesinformationsdelusager(Lidentit de lquipement usager, Le numro dappel de lusager, Les informations relatives aux possibilits de labonnement souscrit par lusager) -LeAuC(AuthenticationCenter)estenchargedelauthentificationdelabonn,ainsiquedu chiffrementdelacommunication.Siunedecesdeuxfonctionsnestpasrespecte,la communication est rejete. Le Auc se base sur le HLR afin de rcuprer les informations relatives lusager et pour ainsi crer une cl didentification. -LEIR(EquipmentIdentityRegister)estenchargedelagestiondesvolsdesquipements usagers.Ilestenpossessiondunelistedesmobilesblacklistsparunnumrouniquepropre chaque quipement usager, le numro IMEI (International Mobile station Equipment Identity). 1.3.2.2Le domaine PS: -SGSN(ServingGPRSSupportNode)estenchargedenregistrerlesusagersdansunezone gographique dans une zone de routage RA (Routing Area) -GGSN(GatewayGPRSSupportNode)estunepasserelleverslesrseauxcommutationde paquets extrieurs tels que lInternet. 1.3.2.3Le domaine CS: -MSC (Mobileservices Switching Center) est un commutateur de donnes et de signalisation. Il est charg de grer l'tablissement de la communication avec le mobile. -GMSC(GatewayMSC)estunepasserelleentrelerseauUMTSetlerseautlphonique commut PSTN (Public Switched Telephone Network). -VLR (Visitor Location Register) est une base de donnes, assez similaire celle du HLR, attache unouplusieursMSC. LeVLRgardeenmmoirelidentittemporairedelquipementusager danslebutdempcherlinterceptiondelidentitdunusager.LeVLRestencharge denregistrer les usagers dans une zone gographique LA (Location Area). 1.4Les Principes DuW-CDMA L'interfaceradiodel'UMTSsebasesurleW-CDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess). Cependant,leW-CDMAsebasesurunetechniqueplusanciennequiestleCDMA(CodeDivision MultipleAccess).AfindecomprendrelesconceptsduW-CDMA,ilestimportantdecomprendrela technique du CDMA. 1.4.1CDMA Le CDMA (Code Division Multiple Access) est utilis dans de nombreux systmes de communication. Ilpermetdavoirplusieursutilisateurssurunemmeondeporteuse.Enutilisantdeuxtypesdecode pour sparer les utilisateurs et les services.Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201012 1.4.1.1Channelization Codes (Orthogonal Codes) Chaque bit de lutilisateur transmettre est multipli (OU exclusif) par un code orthogonal propre cet utilisateur. Cette mthodesappel Ltalement du spectre c'est--dire rend le signal moins sensible auxfluctuationsslectivesenfrquence.Lesignalestainsitransmissurunebandedefrquences beaucoup plus large que la bande de frquences ncessaire. La squence du code (constitue de N lments appels "chips") est unique pour cet utilisateur en question,etconstituelacldecodage.LalongueurNducodeestappelefacteurdtalementSF (Spreading Factor). Si chacun des symboles a une dure Tb, on a 1 chip toutes lesTb/N secondes. Le nouveau signal modul a un dbit chip N fois plus grand que le signal initialement envoy par l'usager et utilisera donc une bande defrquences Nfoisplus tendue.Nous avons donc une relation entre le dbit initial et le dbit 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 cod envoy, le rcepteur doit raliser la mme opration. En effet, cederniergnrelemmecodeorthogonalquilmultiplieausignalreuafindobtenirlesdonnes. Les donnes des autres utilisateurs restent tales. Figure 5 : LEtalement de signal Chaqueutilisateurpossdeuncode,ilestdoncncessairedenavoiraucuneinterfrenceentre ceux-ci.Pourcela,nousutilisonsdescodesorthogonauxditscodesOVSF(OrthogonalVariable SpreadingFactorCode)afindemodifierlefacteurdtalementetdeconserverlorthogonalitdes diffrentscodesdtalement.CescodessontdfinisparunarbreOVSFochaquenoeudpossde2 fils.Lescodesdes2filssontissusducodedeleurprecommun,c'est--direqueleurcodeest compos par lecode dupreet de son complmentaire.Larbre des codes OVSFainsi cr peut tre reprsent sous la forme de la matrice de Hadamard.la transformation dHadamard : ((

==n nn nnH HH HHH21] 0 [Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201013 Figure 6 : Larbre de code d Hadamard Utilisation Downlink: Utiliss pour distinguer les canaux de voix/donnes provenant dune station de base. Uplink: Utiliss pour distinguer les canaux de voix/ donnes provenant de chaque quipement mobile. CDMA permet de transmettre plusieurstrames de donnes sur une mmeporteuse, avec une isolation parfaiteentrelestramesdedonnesetassureuncertaindegrdescuritcarlesignalestcodet dtect comme tant un bruit. Mais cette mthode daccs demande une synchronisation parfaite entre lmetteur et le rcepteur. Le nombre de canaux disponible est gale la longueur du code etle dbit estunefonctiondcroissantedeSF.CDMAestlimitparleserreursdesynchronisation,leffet doppler et les multi-trajets. 1.4.1.2Scrambling Codes (Spread Spectrum Codes) Code PN squence pseudo-alatoire (Pseudo random Noise code) partir dun registre dcalage de n tages.Apres la multiplication du signale par le code dtalement OC on multiplie le signal tal par cette squence mais sans aucune modification au niveau du dbit chip. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201014 Figure 7 : relation entre Scrambling code et les code orthogonaux Utilisation Downlink: Utilis pour sparer plusieurs stations de base. Uplink: Utilis pour sparer plusieurs quipements mobiles LesPNpermettentunesparation(non100%)entrestationsdebasesetquipementsmobiles.Ils fonctionnent mme en prsence de retards entre signaux. 1.5Les canaux WCDMAContrairement au GSM, le standard 3GPP a normalis 3 grandes classes de canaux de communications les canaux logiques, les canaux de transport et les canaux physiques. Cesdiffrentesclassesdecanauxonttcrespourgarantirlindpendanceentrelesdiffrents niveaux fonctionnels de linterface radio. La dfinition de canaux propres chaque niveau donne une grandeflexibilitlUTRANenluipermettantdesadapterlamultitudedapplicationsenvisages pour les rseaux 3G. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201015 Figure 8 : schma Illustrant la relation entre les canaux et les couches 1.5.1Les Canaux Logiques 1.5.1.1Les canaux logiques communs en Downlink : -BCCH (Broadcast Control Channel) est utilis pour la diffusion dinformations de contrle. -PCCH (Paging Control Channel) est utilis pour lenvoi des messages de paging aux mobiles. -CCCH (Common Control Channel) est utilis pour envoyerdes informations de contrle de mobiles qui ne sont pas connects au rseau. -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 UEs. 1.5.1.2Les canaux logiques Ddies en Downlink : -DTCH (Dedicated Traffic Channel) : Traffic channel dedicated to one UE -DCCH (Dedicated Control Channel) sert envoyerles informations de contrle dun mobile connect au rseau 1.5.1.3Les canaux logiquescommuns en UpLink : -CCCH (Common Control Channel) est utilis pour envoyer des informations de contrle au rseaux en mode non connect. 1.5.1.4Les canaux logiques Ddies en UpLink: -DTCH (Dedicated Traffic Channel). -DCCH (Dedicated Control Channel) sert envoyer les informations de contrle lorsque le mobile est connect au rseau. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201016 1.5.2Les canaux de transport : La notion dun canal de transport est lie gnralement la manire dont les donnes sont regroupes ettransportesdanslescanauxphysiques,quisontdfinis.commepouvanttransporterdesdonnes sontaucuneprotection.Ainsi,chaquecanaldetransport,lUTRANassocieunelistedattribues, appeleTFS(TransportFormatSet),destinereprsenterleformatetlamaniredontlesdonnes sont transmises, Afin dutiliser les ressources radio le plus efficacement possible. 1.5.2.1Les canaux de transportddisDCH (Dedicated Channel) : est le seul canal de transport ddi. Il peut tre utilis dans le sens montant oudescendant.Enraisondelasparationdesnotionsdecanallogiqueetcanaldetransport,leDCH nestpastypparutilisation.Ainsi,lorsquelerseaudcidedallouerlesressourcesddiesune communication mobile rseau, les canaux logiques DCCH et DTCH seront chacun supports par un unique DCH si leurs contraintes de qualit de service sont compatibles. 1.5.2.2Les canaux de transport communs -BCH (Broadcast Channel) : le BCH est cansal descendant qui diffuse, dbit fixe et assez faible, les informations spcifiques une cellule. -PCH (Paging Channel) : canal descendant qui sert pour la diffusion des informations de contrle un mobile dont le rseau ne connat pas la localisation. -RACH (Random Access Channel), canal montant, qui transporte les informations de la demande daccs initial au rseau. -FACH (Forward Access Channel), utilis dans le sens descendant pour transporter des courts paquets utilisateurs. -DSCH (Downlink Shared Channel), ce canal est une variante de FACH. Il est partag entre plusieurs mobiles, et transporte des informations de donnes ou de control. 1.5.3Les Canaux physiques Le canal de transport, caractrisant la manire dont les informations sont transmises sur linterface radio.Uncanalphysiquepeutsupporterplusieurscanauxdetransportouuncanaldetransportsoit support par deux canaux physiques distincts. 1.5.3.1Les canaux physiques en downLink 1.5.3.1.1Les canaux communs(Common Downlink Physical Channels) -P-CCPCH(Common Control Physical Channel (Primary)):Ce canal Transmet le BCCH (Broadcast Control Channel) cest--dire tous les informations du systme. La transmission de ce canal estcontinue et uniforme sur toute la cellule le code du canal est identique pour toutes les cellules(Code C256,1 ). Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201017 Ce canal est multiplex en temps avec le canal physique de synchronisation (10% pour SCH) BCH Spreading Factor = 2561 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 modul Transmisau dbut de chaque slot (1/10me du slot), laSquence estcommune toutes les cellules. Il est utilis pour aider les UEs pour identifier la prsence de WCDMA et pour faire la synchronisation slot S-SCH : Cecanal est un groupe Codede 256 chipsSSC={SSC0 ;SSC1 ;SSC14}Il aide les UEs faire la synchronisation trame. -S-CCPCH(Common Control Physical Channel (Secondary))- Transmits idle-mode signaling and control information to UEs -P-CIPCHCommon Pilot ChannelTransmet une squence de bits de rfrence (pilot) Figure 10 :canal P-CIPCH -S-CIPCHSecondary Common Pilot Channel (for sectored cells) -PDSCHPhysical Downlink Shared Channel: Transmits high-speed data to multiple users 1.5.3.1.2Les canaux ddis(Dedicated Downlink Physical Channels) -DPDCHDedicated Downlink Physical Data Channel -DPCCHDedicated Downlink Physical Control Channel Figure 11 : Multiplexage des canaux DPDCH et DPCCH Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201018 TPC : Transmit Power Control FBI : Feedback Information TFCI : Transport format combination indicatorPilot : Squence de rfrence 1.5.3.1.3Les canaux dindication (Downlink Indication Channels) -AICH (Acquisition Indication Channel) :Cest le canal qui indique que le systme a reu la tentative de laccs alatoire dUE -PICH (Page Indication Channel): informe le UE de superviser la trame de Paging suivante. -AP-AICHAccessPreambleIndicationChannel :IndiquequelaNodeBareulatentativedelaccs Paquet -CD/CA-ICH: Il confirme quon na pas dambigut entre le UE en a Packet Access attempt -CSICH : Diffusion des informations de ltat de la disponibilit des canaux paquet. 1.5.3.2Les canaux physiques en Uplink 1.5.3.2.1Les cannaux communs (Common Uplink Physical Channels) -PRACHPhysical Random Access Channel : Utilis par lUE pour initialiser laccs au BS -PCPCHPhysicalCommonPacketChannel :Utilispourenvoyerlesdonnesenmodenon connecte 1.5.3.2.2Dedicated Uplink Physical Channels -DPDCHDedicated Uplink Physical Data Channel-DPCCHDedicated Uplink Physical Control Channel 1.6Contrle de puissance LessystmesbassWCDMAsontconnuspourlasensibilitdeleurinterfaceairauxinterfrences. Ceci est d au fait que tous les utilisateurs transmettent tous la mme frquence, avec chacun un code quilecaractrise.Pourremdiercettesensibilit,unebonnegestiondecetteinterfacesavre ncessaire.En effet, le contrle de puissance Surveille dune faon continue la qualit du lien radio en ajustantlapuissancedelaNodeBetduUE.Lebutdecettefonctionestdesassurerquechaque utilisateur dans le rseau ne reoit et transmet que lnergie suffisante au maintien dune connexion. EnUMTS,deuxbouclesdecontrledepuissancefonctionnentenparallle.Unepremireboucle ouverteassezlentepermetd'initialiserlatransmission.Maisc'estsurtoutunedeuximebouclede contrledepuissance,diteferme,transmettantdescommandesdajustement,quiconstitueune avance importante. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201019 Figure 12 : Contrle de Puissance 1.6.1Contrle de puissance en boucle ouverte (Open Loop Power Control) Appele aussi la boucle ouverte, elle sert fixer la puissance initiale transmise du PRACH et DPCCH en UL. Pour ce faire, le UE continue envoyer des prambules au RNC jusqu rception dun AICH avec indication positive. chaque fois le UE augmente la puissance du prambule. 1.6.2Contrle de puissance en boucle ferme (Closed Loop Power Control ) Cet algorithme est subdivis en deux boucles, interne et externe : 1.6.2.1Boucle externe de contrle de puissance (Outer Loop Power Control, OLPC) Le but de ce mcanisme est dajuster la SIR Target au niveau de la BTS et du UE pour garder une qualitconstante, correspondant un certain BLER Target. 1.6.2.2Boucle interne de contrle de puissance (Inner Loop Power Control) Cette boucle a t mise en place pour suivre les vanouissements de multitrajet pour une large valeur de vitesses de mobiles , puisque le Eb/No reu peut tre gard stable ,alors que la puissance transmise est variante en pics. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201020 2.High Speed Downlink Packet AccessHSDPA est une fonctionnalit importante de latechnologie CDMA large bande WCDMA (wideband codedivisionmultipleaccess).Ellepermetd'avoirdesdbitsdetransmissionlevsenDownlink supportantainsilesservicesmultimdia.HSDPAassureunegrandevitessedetransmissionde donnespourlesterminaux3Ggarantissantainsiauxutilisateursdesdbitsindisponibles prcdemment cause des limitations qui existaient au niveau du rseau accs radio (RAN). HSDPA amliore nettement le dbit pic de tlchargement de la valeur courante 384 kbps jusqu un dbit pic de tlchargement thorique de 14.4 Mbps disponible dans la solution P6 de Ericsson avec lusage de 15 codes dtalement et en absence du codage canal.Enplusdelacapacitetlesamliorationsdedbitdedonnes,unautreavantagedeHSDPAest qu'elleexigeseulementdesinvestissementsmarginauxsurlerseauWCDMAcourantparcequ'elle peuttredployenutilisantdepetitesmisesjoursoft,etn'exigepascompltementunetoute nouvellestructurederseau,prservantainsilesinvestissementsactuelsdedploiementdurseau UMTS. HSDPA est aussi compatible avec les releases prcdents et permet l'introduction graduelle de la technologie. Toutes ces amliorations permettent loprateur doffrir ses services un cot de bit infrieur. 2.1Les principes gnraux de lHSDPA :Plusieurs principes ont permis daugmenter le dbit en downlink de lUMTS vers HSDPA : 2.1.1TTI court Laduredel'intervalledetempsdetransmission(TTIpourTransmissionTimeInterval)passede 10mspourleR992msdanslecasduHSDPA.Cecipermetderduireletempsd'aller-retourRTT (RoundTripTime)etparconsquentoffreunemeilleureperformancepourlinteractivitavec TCP/IP.LecourtTTIpermetgalementdebnficierdautresfonctionnalitscommelefast scheduling , le H-ARQ et lAMC .2.1.2La transmission de canal partag Figure 13 : principe de HSDPA Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201021 En HSDPA, un nouveau canal transport est introduit appel HS-DSCH. Avec la transmission de canal partag, un certain nombre de codes Orthogonaux et de la puissance totale est considre partages. Lavantage de cette transmission est de rduire les risques de capacit limite en code.La RBSalloue dynamiquement les codes aux utilisateurs sur une priode de 2ms.En P5, le multiplexage en code permet dallouer le canal HS-DSCH plusieurs utilisateurs la fois en un TTI donn, ce qui augmente la capacit du systme. Figure 14 : Transmission de canal partag 2.1.3Modulation et codage adaptatif (AMC) Danslebutdamliorerlaperformancedunsystme,entermesdedbitdedonnesetde fiabilitdelacouvertureradio,lesignaltransmisversetparunutilisateurparticulierest modifidefaonprendreencomptelesvariationsdelaqualitdusignaltraversun processusconnusouslenomdadaptationdulienradio,connugalementsouslenomde AMC. Auparavant,lessystmesbasedeCDMAutilisaientlecontrledepuissancerapide commemthodeprivilgieafindimplmenterladaptationdulienradio.Rcemment, lAMCsestrvltreunemthodealternativepromettantdamliorerglobalementla performancedusystme.LAMCfournitlaflexibilitdadapterlacombinaisonmodulation-codage aux conditions moyennes du canal radio pour chaque utilisateur.AveclAMC,lapuissancedusignaltransmisestmaintenueconstantependanttouteladure delatrame,enfaisantvarierlenombredecodesparalllespouvanttresupportsparun terminal et le taux de codage en fonction de la qualit actuelle du signal reu. 2.1.4Modulation dordre plus lev UnenouvellemodulationestproposedanslaRelease5,lamodulation16QAMquisoutient4 bits/symboles au lieu des 2 bits/symboles de la modulation QPSK. Les dbits sont ainsi augments de maniresignificative.Lamodulation16QAMrequiertdebonnesconditionsdecanaletunebonne performancedesrcepteurscomparslamodulationQPSK.Ladcisiondunetransmissionen 16QAM ou QPSKest faite dans le rseauen utilisant la qualit du canaldinformation provenantdu mobileviauncanaldecontrlemontant(HS-SCCH).Eneffet,lesmobilesHSDPAeffectuentdes Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201022 mesures de la qualit du canal physique descendant et transmet un indicateur de qualit de canal (CQI : Channel Quality Indicator) dans le canal de contrle montant HS-SCCH. Figure 15 : 16QAM vs QPSK 2.1.5Mcanisme de retransmission hybride ARQ (HARQ) Afindassurerlafiabilitdetransmission,latechnologieHSDPAintroduitleMcanismede retransmissionHybrideHARQ(HybridAutomaticRepeatreQuest).Danslemcanismede ARQ(AutomaticRepeatreQuest),danslecasdedtectiondunetrameerronlasupprimeet ondemandesaretransmission.ParcontredanslemcanismedeHARQonnesupprimepas la trame errone mais on la combineavec la nouvelle pour rcuprer la trame perdu.On distingue deux variantes de lHARQ selon que lon combine ou non les retransmissions : -Chase combining : Consisteretransmettrelammetramededonnescodes.Ledcodeurauniveaudu rcepteur combine ces copies multiples du paquet envoy, pour rcuprer la trame envoie. -Incremental Redundancy (IR) Contrairementlaprcdentequienvoiedesrptitionssimplesdelatrameencode, envoieuneinformationredondanteadditionnelledunemanireincrmentalesile dcodage choue la premire tentative. Figure 16 : les types de HARQ Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201023 Ilestnoterquavecladeuximevariante,onobtientdemeilleuresperformances,maiselle ncessiteplusdemmoiredanslercepteurduterminalmobilepourstockerles informations de redondance. 2.1.6Ordonnancement Rapide Lordonnancement permet de dterminer quel utilisateur il convient de transmettre dans un intervalle detempsdonn.Cestunlmentdterminantdanslaconceptionpuisquilrpartitlallocationdu canalentrelesutilisateursetainsi,dunemaniregnrale,dterminelecomportementglobaldu systme.LHSDPA utilise la mthode de maximum C/I(Signal sur Interfrence).En effet, Le Max C/I dessert lutilisateur tous les TTI avec le dbit supportable instantan le plus lev. PendantchaqueTTI,lecanalHS-PDSCHestalloul'utilisateurayantlesmeilleuresconditionsde canal.Enfait,leNode-Butilisel'indicateurdequalitdecanal(CQI)rapportparlaprocdure d'adaptationdelienetallouelecanalHS-PDSCHl'utilisateuraveclemeilleurSIR(Signalsur interfrence). Ce principe de service possde des avantages vidents en termes de capacit de cellule, mais il en rsulte une absence dquit de dbit car les utilisateurs ayant de mauvaises conditions radio de canal sont desservis dune manire moins frquente. 2.2Architecture protocolaire et structure des canaux introduits 2.2.1Pile protocolaireUne nouvelle couche MAC-hs (Medium Access Control Hight Speed) comme lindique la figure ci-dessous est ajoute au niveau du NodeB pour supporter le trafic d HSDPA et qui implmenteles fonctionnalitsdadaptationdelienradio,delordonnancementdespaquets,deHARQetlecontrle de flux entre RNC et NodeB . Par contre les couches suprieures savoir MAC-d et RLC (Radio Link Control)restentsimilairescellesdurseauUMTSRelease99dontcesfonctionnalitssontLe Multiplexerlescanauxlogiquesdanslescanauxdetransport,laSlectiondeformatdetransport adquat, le Traitement des priorits, Faire le multiplexage et le dmultiplexage 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 Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201024 2.2.2Canaux HSDP HSDPAatconupoursupporterdespicsdedbitdedonnede14.4Mbpsdansunecellule. LamliorationmajeuredelUTRANestlintroductiondunouveaucanaltransportettroiscanaux physiques : Figure 18 : les canaux physiques de HSDPA -HS-DSCH High Speed Downlink Shared ChannelUn canal de transport. Il transporte les donnes utilisateurs. -HS-PDSCH High Speed Physical Downlink Shared ChannelLecanalHS-DSCHestmappsurunouplusieurscanauxphysiquesintroduitsenDLappelsHS-PDSCH. Ce canal est transfr sous forme de sous trame de 2ms utilisant un ou plusieurs CO avec un SF=16. Ce canal nest pas contrl en puissance. -HS-SCCH High Speed Shared Control ChannelCe canal transporte les donnes de signalisation pour un seul UE. Comme il se peut quun canal HS-DSCHsoittransmisplusieursutilisateurs(multiplexagedecode),plusieurscanauxHS-SCCH (maximum 4) seraient indispensables dans une seule cellule.Ce canal utilise un facteur dtalement gal 128. Il est envoy une fois toutes les 2ms et comporte les informationsrelativesauformatdetransporttellesqueleschmademodulation,lecodede canalisation utiliser, et la taille du block de transport. LUE devrait commencer par dcoder le canal HS-SCCH pour connatre le schma 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 dACK/NACK relatives au mcanisme de lHARQ et les deux derniers slots le CQI. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201025 Tableau 1 : les paramtres des canaux de HSDPA 2.3Allocation dynamique de puissance Aprs avoir servi les canaux communs et les canaux ddis, la puissance restante sera assigne au canal de transport HS-DSCH. Ceci est possible car contrairement aux canaux ddis, ce canal nest pas contraint garder un dbit constant et nest pas contrl en puissance. Figure 19Allocation dynamique de puissance 2.4Le contrle de code HSDPA Le contrle de code HSDPA permet de changer le nombre de codes allous au canal HS-PDSCH dans une cellule donne en prenant en considration les codes disponibles dans la cellule et la RBS. Le contrle de code HSDPA inclut aussi lalgorithme qui dtermine exactement les codes choisis dans larbre pour les canaux HS-SCCH et HS-PDSCH. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201026 LallocationdescodesHS-PDSCHdoitsefairepartirdeladroitedelarbre,celaveutdirequele codeC16,15suividucodeC16,14.ToutenrespectantquelescodesallousHSDPAsoient adjacents. Lors de la configuration HSDPA, lallocation des codes DCH est prioritaire en utilisant les indexes de gauche vers la droite pour viter doccuper les canaux adjacents HS-PDSCH. Les canaux HS-SCCH sont eux configurs de la mme faon quavec les codes DCH. 3.Conclusion Dans ce chapitre nous avons tudi le systme UMTS etles amliorations apportes par la technologie HSDPA.Cesamliorationssontpossiblesgrceauxdiffrentestechniquesmisesenplaceparles constructeurs dquipements base des spcifications techniques de lorganisme de standardisation de latroisimegnration3GPP(ThirdGenerationPartnershipProject).AinsileHSDPAoffre beaucoupdavantagesparrapportlUMTStelsquelutilisationdunebandepassanteimportante combineavecundlaicourtdelatransmissiondesdonnesetlaugmentationdelacapacitde transmission sans avoir besoin de frquences supplmentaires.Les besoins des utilisateurs tant toujours plus grands, et leur nombre necessant de saccroitre, ilest toutfaitlogiquepourloprateuretpourleconstructeurdesquipementsdepenserlaphase suivantequiestcelleducontrledesperformancesenguisedoptimisationdurseauafinde poursuivre les exigences de la clientle et dtendre le rseau si le besoin est constat. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201027 Chapitre 2 : Planification dun rseau 3G UMTS 1.Introduction : Laplanificationestlapremiretapedanslamiseenuvredunrseau.Elleestindispensableet critique puisquil est la base de tous les travaux qui vont avoir lieu par la suite en se basant sur les donnes de lquipe de la planification. Au cours de mon stage je me suis impliqu dans un projet de miseenservicedesnouveauxsites3G.Dansceprojetjaitchargdedclarerlesrelationsde voisinage pour les nouveaux sites et de lattribution des Scrambling codes pour toute la zone. 2.Capacit de systme WCDMA : Lacapacitrelled'unecelluleCDMAdpenddenombreuxfacteursdiffrents,telsquela dmodulationdurcepteur,laprcisiondecontrledepuissance,etlapuissancedesinterfrences rellesintroduitespard'autresutilisateursdanslammecelluleetdanslescellulesvoisines.Nous prsentonsunedescriptiondelacapacitdusystmeCDMAenprenantenconsidrationlexistencede plusieurs utilisateurs dans la bande.Danslacommunicationnumrique,noussommesd'abordintresssparEb/N0(l'nergiebitparla densitdepuissancedebruit)carilinfluencedirectementleBER(biterrorrate)quiaunimpact directe sur la qualit de service . Eb=Ec*SF Eb/N0=(Ec/N0)* SF AvecSFest le facteurdtalement (ou processing gainGp). Ec est lnergie Chip. Ec/N0 = SNR calcul au niveau de rcepteur. DoncEb/N0= SNR* GP En ralit Eb/N0= SNR* GP / : est le Facteur dactivit vocale. On observe le bruit gaussien que pendant des temps o on est actif. En gnraleSNR= S/(N0 + I0) Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201028 Avec S est le signal dun Utilisateur est I0 est la somme des nergies des autres utilisateurs connectent au Node-B. Pour un utilisateur K on a la relation suivante : (Eb/N0)k = (1/ k)

* k I total

lnergie totale reue par la Node-B (Eb/N0)k = (1/ k)

* k Pour augmenter le dbit il faut diminuer le facteur dtalement (Gp) ce qui demande une augmentation de la puissance. Facteur de charge (Load fator) : cest la contribution dun utilisateur donn dans la charge totale du systme. Il dpend 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.up=

< 1 La somme des Facteurs de charge de tous les utilisateurs est inferieur 1 due au bruit. PourNutilisateurquiutilisentlemmeservice(LkestlemmepourtouslesUsers),lachargede Node-B est gale : N* *(Eb/N0)/p SionaNutilisateursquiutilisentleservicevoixetKutilisateursutilisentlappelvidoonvaavoir une charge gale : N* voix* (Eb/N0)/voix + K* vido* (Eb/N0)/vido Exemple: La bande est3.84 MHz (W-CDMA).Lactivit de voix/ data=0.5 La probabilit derreur demand est Pe=10-3 (Eb/I0 = 5.62 with a QPSK modulation).Le dbit bit est30 Kbps. Le nombre maximum des utilisateurs est Nmax ~ 44 Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201029 3.Allocation de voisinage : Lerseaucellulairetransfrelaconnexionentreuntlphonemobileetlerseauetdunecellule uneautre HandOver .DansunrseauGSM,deuxcellulesseulement(SourceCelletTargetCell) participent cette action alors que dans les rseaux UMTS, ce sont des groupes de cellules administrs dansdesActiveSets(jeuxdecellulesactives).Afindepouvoirtransfrerunecommunication existante une autre cellule, les cellules UMTS proches dune station de base doivent tre identifies. Pourcela,deslistesdevoisinagesontstockesdanstouteslesstationsdebaseavecles informations de voisinage. La capacit disponible dans le jeu des cellules actives est limite et seules les stations de base admises dans ces listes peuvent contribuer au maintien de la liaison. Donc au cours dallocation de voisineil faut respecter Les contraintes suivantes : -Nombre de voisines est limite (maximum 15 cellule). -Distance maximale entre deux cellules prises en considration dans les calculs : elle varie entre 6 km pour les zones urbaines et 10 pour les zones suburbaines.Pour chaque cellule on dclare : -Les cellules de premire couche (quont une visibilit directe avec la cellule considre) -Les cellules de deuxime couche (ils nayant pas une visibilit direct avec la cellule considremais sont signal peut tre dtectpar un mobile connect lacellule considre) Pour facilit la tche didentification des cellules voisines on utilisant un outil MapInfo qui nous aideafficherlessitessurlamap.Lafigureci-dessusmontrelessitesquilfautdclarercomme voisines au 1 secteur de site A (A1) : Figure 20 : les relations de voisinage dune celluleProjet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201030 Chaquerelationdevoisinagedoitavoiruneprioritdeslectionpourprioriseruneparrapportaux autres et pour aider le UE choisir les cellules de lActive set. Les priorits sont alloues par plages de distance non par la distance. Ainsi il sera facile de mettre jours les priorits de nouveaux sites.3.1Allocation de priorit de slection par distance : Pour allouer une priorit de slection une relation de voisinage on il faut prendre en considration les rgles ci-dessus: -Lestimation de la distance des voisins doit tre base sur les coordonnes GPS. -Trie les distances estimes par un ordre croissance. -La priorit 1, laplus basse, est donne aux cellules de co-site. -On incrmente la priorit par 1 chaque augmentation de la distance. 3.2Allocation de priorit par plage de distance : Le tableau ci-dessus donne la priorit de slection de chaque plage de distance (la valeur minimale de chaque plage est exclue) : La plageLa priorit de slection Les cellules Co-site1 Distance entre 0m et 250m2 Distance entre 250m et 500m 3 Distance entre 500m et 750m4 Distance entre 750m et 1000m 5 Distance entre 1000m et 1500m6 Distance entre 1500m et 2000m7 Distance entre 2000m et 3000m8 Distance entre 3000m et 4000m9 Distance entre 4000m et 5000m10 Distance suprieures 5000 m11 Tableau 2 : La priorit de slection en fonction de plage de distance utilis par Ericsson 4.Allocation des Squences PN Dans un systme WCDMAun canal logique (pilote, la pagination, la synchronisation, ou le canal de trafic) est spar des autres canaux logiques par les codes orthogonaux. Chaque canal logique est multipli par la squence PN assigne la station de Base NodeB. Cette multiplication par la squence PN est faite pour fournir une autre couche d'isolation entre les liens ayant de stations de base diffrentes.Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201031 En ralit, les stations de base adjacentes utilisent des squences PN diffrentes. La diffrenceentre lessquences PN assure ce que tous les canaux logiques d'une station de base soient spars des canaux logiques d'une autre station de base. Donc il faut que chaque station de Base ait une squence PN diffrente par rapport auxautres. 4.1Les squences PN : Chaque squence PN est gnre en utilisant un registre dcalage avec 15 lments de retard (bascule). Donc La longueur d'une telle squence PN est d'environ 215, ou 32.768 chips. Si on dcale une squence PN par un chip, nous avons effectivement gnr une squence PN diffrente. Par consquent, on athoriquement environ 32.768 diffrentes squences PN. Figure 21 : registre dcalage Donc nous avons 32.768 squences PN disponibles pour attribuer aux stations de base diffrentes!Leproblme c'est que la diffrence d'un chip entre les squences PN nous donne quune fiable isolation dans lenvironnement de communication mobile. En effet, le dbit de transmission est 3,84 Mcps donc la dure de chaque chip est : Tc=1/(3,84*106 )s = 0,26*10-6 . Cette dure est correspondant une distance D=0,26*10-6*(3*108)= 78m Si on a Deux stations de Base utilisant des squences PN diffrentes lune de lautre parun seul chip, Et on a un mobile quest loin de station 1 par 156m (correspondant 2 chips) et de station 2 par 78m (Correspondant un chip). La squence PN utilis par la Station 1 arrive au Mobile avec un retard de 2 chips et la squence PN utilis par la Station 2 arrive au Mobile avec un retard dun chip. Donc le mobile ne peut pas faire la distinction entre ces deux Squences PN. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201032 Figure 22 : Une situation dun mobile ne peut pas distinguer les PN reus de deux RBS. Afindefournirplusd'isolationentrelessquencesPNattribu(utilis),lanormeprcisequeles squencesPNutilisesdoitavoirunedistanceminimalede64chipsentreeux.ChaquesquencePN utilisable est dfinie parson PN offset. Parexemple, une squence PNavec dcalage 1 est diffrente d'unesquencePNavecdcalage0par64chips.LadistanceminimaleentredeuxsquencesPN successive est 64 chips, doncle nombre total de squences PN utilisables est : 32.768 / 64= 512. 4.2Mthode dallocation de squences PN : Pour mieux rutiliser ces codes et minimiser les interfrences Ericsson propose une mthode simple consistegrouperlesSquencesPNen8groupe,chaquegroupecontienne21sites(3secteurpar Site).Puisque nous avons juste 512 squence PN, nous devons alors dfinir une mthode pour les assigner aux diffrents secteurs du rseau, de tel sorte que nous vitions les interfrences entre les secteurs qui ontlammesquencePNouentrelessecteursquiontdesPNsadjacent.Afindeffectuerune planification robuste, ERICSSON adopte une approche qui se base sur lexprience plutt que sur un calcule mathmatique. Onregroupantles512PNsen8groupescontienne61PNs.letableausuivantillustrelepremier Groupe de squence PNs utilis par ERICSSON : Group 0SI TE123456789101112131415161718192021 S1024487296120144168192216240264288312336360384408432456480 S28325680104128152176200224248272296320344368392416440464488 S316406488112136160184208232256280304328352376400424448472496 S316406488112136160184208232256280304328352376400424448472496 Tableau 3 : Le premier Groupe de Plan de Scrambling Code Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201033 Comme il montre le tableau on fait une sparation de 8 SC entre les cellules de mme groupe.Dans le cas pratique On divisant le territoireen des motifs dont le nombre de cellules est inferieur 21 sites et chaque motif utilise un groupe de PN. Nous nutilisonsque les sept premiers groupes dans la premire phase, le huitime groupe sera utilis dans les motifs dont le nombre de sites dpasse 21, cause de limplmentation des nouveaux sites. Comme a nous vitionsla replanification derseau lors de lajout de nouveaux sites. La figure ci-dessus illustre un exemple de sectorisation de rseau en Motifs : Figure 23 : Prise dcran des sites regroups en clusters. La figure ci-dessus illustre lapproche utilise par Ericsson pour la sparation des squences PN sur les diffrents secteurs. Chaque motif contient21 Node-B au maximum de telle faon que la PN de premier secteur et celui mentionn sur la figure et il suffit de dcal de 8 pour obtenir la PN du deuxime secteur et de mme pour obtenir le troisime : Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201034 Figure 24 : la rpartition des SC sur les Sites 5.Conclusion : Vers la fin de cette phase chaque cellule du rseau doit avoir une liste de voisines avec les quelles elle effectuera le Handover pour assurer la fonction de mobilit dans ce rseau, et un scrambling code. Apres cette tape loperateur mis en service ces sites puis viennent la phase de rglage initiale. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201035 Chapitre3 : Tuning dun rseau 3G 1.Introduction : LaphasedeTuningouderglageestfaitedanslebutdefournirauxoprateursunedescription dtaille des problmes sous-jacents quil convient d'adresser lis la phase du design. Le Tuning est lancquandtouslesnudsncessairessontinstallsetoprationneletquandlerseaueststableet nonencorecommercialementutilis(Tuningsansleclient).Ilestaussiexcutquanddenouveaux sites sont installs dans des zones commercialement lances (Tuning avec le client). Dans ce chapitre nous allons nous servir pour analyser des diffrents outils logiciels utiliss par les ingnieursradioauseindEricsson.CesoutilssontMapInfoquiestunoutilpuissantdeSIGetde reprsentations des informations gographiques complexes et le logiciel propritaire dEricsson appel TEMS qui sert entre autres effectuer les enregistrements lors de drive test pour pouvoir les analyser ultrieurement. 2.Les tapes de tuning : Le tuning se fait suivant plusieurs tapes illustres dans le schma suivant et dcrites ci-dessous :

Figure 25 : Les tapes de lInitial tuning 2.1Prparation Les prparations du tuning initial se font par : Vrification du design :-Avoir un aperu gnral sur le design en vrifiant les plots de couverture EcNo et RSCP Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201036 -Avoir une ide sur les critres de couverture imposes par loprateur notamment les valeurs cible des diffrents indicateurs de performance (taux de coupure, taux de blocage) -Connatre les paramtres des antennes : Tilt mcanique et/ou lectrique, hauteur dantennes, puissance dmission. -La configuration des sites : positionnement, les pertes des feeders, nombre de porteuses - Dautres informations gnrales relatives au modle de prdiction utilis. Dfinition des clusters et des parcours des Drive tests : -Planificationdesclustersavecunmaximumde1015sites.Lessitesdunmmeclusterdoivent appartenir au mme RNC. -Sassurer que le parcours passe par toutes les cellules et les zones importantes du cluster. -Leparcoursdoittrechoisidetellesortequelesoftetsofterhandoversoientobservset valus. Avant deffectuer un drive test, il faut sassurer que : -Toutes les cellules dun cluster donn sont oprationnelles. -Aucune autre activit nest planifie dans ce cluster lors du drive test -Aucune autre activit au niveau du rseau cur nest planifie ou sil y en aen tre averti avant le Drive test. 2.2Drive Test Les Drive tests comme leur nom lindique consistenten des tests sur les performances du rseau en parcourantlesruesavecunevoiture,ilsdonnentdesinformationssurlavoiedescendanteentrela NODE-B et la UE. Pour raliser un drive test on a besoin de : -Mobile(s) trace : ils donnent une premire impression vis--vis de la performance du rseau. Ils sont configurs comme suite : -Appel court : on configure le UE pour faire desappels courts (dure de 2min, spars aves un intervalle de temps de 30s). -Appellong :onconfigureleUEpourfairedesappelslongs(dureindterminavec recomposition automatique du numro en cas de dconnexion). -Session PS : on configure le UEpour tlchargerdes fichiers.-Appel vido-Scanner : permet de mesurer le niveau du champ et la qualit de lenvironnement radio -Un vhicule pour le dplacement -Geographical position System GPS : pour la localisation gographique des points de mesures. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201037 -SoftwarespcialinstallsurunordinateurPortable:pourlacquisition,lenregistrementetle traitementdesmesuresrcupresleSoftwarequonautilisestTEMSInvestigation data collection. La connexion des quipements se fait de la faon suivante : Figure 26 : Connexion des quipements Lobjectif du Drive Test est de vrifier que la NODE-B est fonctionnelle dun point de vue RF.Il sagit, en effet, de tester et dvaluer les lments suivants : -Le taux des access-failures, le taux des Dropped-Calls et le temps du Call-Setup seront mesurs pour sassurer du bon fonctionnement de la NODE-B. -Ledbitdesdonnesetletempsdelatenceserontmesurspoursassurerdubon fonctionnement du data service -Chaque PN sera valid pour sassurer quil a t transmis travers lantenne approprie et dans la bonne direction. -Lapuissancenominaledetransmissionetderceptionseravrifiepoursassurerquilnya pas de problmes de cblage dantennes. -EcNoetRSCPserontvrifispoursassurerquilnyapasdeproblmesdebruitni dinterfrences. -LesparamtresRFtelsque:lalistedesvoisins,lafentrederecherche,etlesparamtresdu handoff seront vrifis pour sassurer que la base de donnes est mise jour. -Lesfonctionnalitsduhandoffseronttestespoursassurerquelastationdebaseeffectuele contrle de lappel correctement. -Les performances de la voix (Access-Failure, Call drops . . .) -Les performances de la Data (dbit et autres) -La couverture du signal (puissance nominale de transmission et puissance de rception) Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201038 -Les diffrents types du Handover (Softer Handover, Soft Handover et inter-Rat Handover) Les lments suivants doivent tre pris en considration durant le drive test : -Les chemins de test doivent tre lintrieur de la couverture -viter la rptition du mme de trajet -Parcourir le plus possible travers les routes prsentant des obstacles -Essayer de tester avec la mme vitesse (30 50km/h) 2.3Analyse et Post-processing : Une fois les donnes collectes, on passe la phase de post processing et de lanalyse qui consiste analyser les diffrents LogFiles pour identifier les problmes majeurs de lenvironnement radio et proposer les changements adquats par la suite. les outils utiliss pour ceci sont : -TippMacro : une macro excel dont les inputs sont les logfiles exports en format Excel, et le celfile gnr pour chaque cluster. Les outputs sont les valeurs des diffrents KPI sous format Excel et des tables MapInfo. -MapInfo : Les parcours et les fichiers MapInfo .tab sont visualiss sur MapInfo. Ceci permet de dtecter les zones problme et lemplacement des coupures et blocages dappels. Lanalyse se fait en trois phases : -Tuning du canal pilote. -Tuning de la partie CS du rseau. -Tuning de la partie PS du rseau. 3.Tuning du canal pilote Les mesures du canal pilote sont primordiales pour valuer les caractristiques de la propagation radio, larussitedeHandoveretdesslectionsdecellules.Lanalyseducanalpilotereposesurla vrificationdeLacouvertureducanalpilote,ellesefaitparscannerlavaleurduCPICHRSCPet EcNo de la celluleserveuse. La valeur du CPICH-EcNo doit dpasser un seuil qQualMin et celle du CPICH-RSCP la valeurqRxLevMin. Ces valeurs sont ngocies avec le client mais ne doivent pas tre infrieures respectivement -16dBm et -111dBm. Les problmes causant les trous de couverture sont : Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201039 Feeders changs (swapped feeders) : dans le cas o il y a une diffrence entre le SC planifi et le SC transmettant dans une zone donne, le feeder du premier secteur peut tre connect au deuxime secteur. Cellule over-shooter : Quand une cellule est la cellule serveuse dans une zone loigne de sa zone de couverture planifie. Pilotpollution:Lesinterfrencespeuventtredtectesdansleszonesolonaunbon niveau de champ et une mauvaise qualit. Par exemple pour des valeurs de RSCP suprieures -100dBmetEc/Noinfrieur-12dB.Cettedgradationdequalitestdueauxinterfrences causesparlaprsencedautressignauxreusavecunbonniveaudechampprovenantde plusieurs cellules. Onparledupilotpollutionsilonaplusieurscellules(plusde3)lActiveset.Unsitepeuttre considr comme tant dans lactive set si son niveau de champ est proche au niveau de champ le plus lev.Ladiffrenceentrecesniveauxdechampdoittreinfrieureunseuildonn(3dBpar exemple, Donc tous les SCs ayant un RSCP>RSCPstrong-3dB appartiendront lActive Set). La couverture est classe en quatre niveaux. Pour chaque classe, un seuil pour la valeur du RSCP et celle de lEcNo est prcis.ScannerRSCP >= -94-94 > RSCP >= -104-104 > RSCP >= -119RSCP < -119 EcNo >= -9Niveau1-9 > EcNo >= -13 Niveau 2 -13 > EcNo >= -18Niveau 3EcNo < -18 Niveau 4 Tableau 4 : La couverture classepar niveaux 4.Tuning de la partie CS EnanalysantlesappelsCS,ilfautcommencerparlepremierproblmequelUEpeutrencontrer nomm laccessibilit. Si lUE ne peut pas se connecter au systme, il ne peut pas maintenir lappel une certaine qualit. On sintresse dans ce cas : 4.1Laccessibilit (ou analyse des appels bloqus) LaccessibilitexprimelepouvoirdelUEpourobtenirunserviceunequalitsatisfaisante.Pour cela, on sintresse au niveau des Drive tests aux mesures faites lors des appels courts. Il est essentiel de noter que l'vnement Blocage dappel arrive toujours pendant la phase de configuration dappel. Les principales causes de blocage dappel sont : Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201040 4.1.1Voisines non dclares Danscecasleblocagedappelseproduitlorsquelacelluleserveuseetlescellulesvoisinesontdes niveauxfaiblesdeRSCPet/ouEcNo,aveclexistencedautrescellulesleursRSCPetEcNosont acceptables et ne sont pas dclar en tant que voisines. Un exemple dun blocage dappel caus par une absence de voisinage. LUE est servie au dbut par la cellule 49046 (SC = 387). Lors de ltablissement dappel, la cellule 48007 (SC = 451 prsente de trs bonnesconditionsmaisnestpasrajoutelActiveSet.Lacellule48007causedetrsfortes interfrences. La cause de ce blocage est nest pas spcifie explicitement par TEMS. Figure 27: Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de voisine non dclare 4.1.2Mauvaise couverture Leblocagedappelseproduitlorsquelesconditionsradiosontmdiocresdanslaphasede configuration dappel. Exemple :lesconditionsradiosonttrsmauvaisesaumomentolUEtentedinitierunappel.Le RCSP de la cellule serveuse =-121dBm et Ec/No=-21dB. [6] Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201041 Figure 28:Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de mauvaise couverture 4.1.3Not Radio 4.1.3.1Diconnexion ltape de letablissement de RAB : DanscecaslenvironnementradioestbonmaispendantleCallsetupaprslenvoiedemessage DL Call Proceeding le reseau envoie un message de dconnexion dont la valeur de la cause, dans le message de couche 3, est127 ( Unspecified). Figure 29: Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de mauvaise couverture Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201042 4.1.3.2Resources Unavailable (Congestion) Danscecaslerseauenvoieunmessagededconnexiondontlavaleurdecauseest47(les ressourcesnondisponibles).CemessageestenvoieaprslesetupderadioBearer.Lenvironnement radio dans ce temps est bon. Figure 30 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de Congestion 4.1.3.3UE Sensitivity Fault Dans ce cas le problme est au niveau sensibilit dUE UE sensitivity fault . Daprs les mesures de lUE lenvironnement radio est faible lorsque lUE tente lancer un appel mais le scanner montre linverse. 4.1.4Le blocage dappel anormal 4.1.4.1Unclassified - Unanswered RRC requests Dans ce cas, une demande de la RRC est envoye, mais le rseau ne rpond jamais avec un message deRRCconnectionsetup.Iln'estpasclairsiouiounonlerseaureoitlademandedelaRRC. L'environnement radio dans la liaison descendante comme TEMS nous montre est bon. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201043 Figure 31 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de Unanswered RRC requests 4.1.4.2CM Service Abort Figure 32 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme CM Service Abort Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201044 Danscecas,lUEessaiedtablirunappel,maisunblocagedappelarrive.Selonlesspcifications 3GPP :Si la couche CM initie ltablissement de la connexion MM, mais que la couche CM dcide de labloquer,lastationmobiledoitenvoyerunmessageCMSERVICEABORTaprsavoirtabliun RRC Connection et avant lenvoi du premier message CM (ex SETUP). Dans ce cas, lutilisateur dcide de ne plus tablir lappel avant lenvoi du message CM Service Setup, Deux cas sont possibles: la dcision est prise par lutilisateur lui mme ou par lUE cause de mauvaises conditions radio 4.1.4.3La dfaillance de lauthentification et de la scurit de UE Dans ce cas lesconditions radio sont acceptables pour tablir uneconnexion mais le problme est au niveau dela scurit et la procdure d'authentification, ce qui provoque lchec de connexion et par consquent leblocage de lappel. L'appelestpublinormalementaucoursd'tablissementd'appelet6secondesaprslerseau envoie la commande de scurit. Il y a un chronomtre pourla rponse correcte cette commande de scurit,quiestfix6secondes.Celaindiqueunproblmedanslascuritetlarponse d'authentification par l'UE. 4.2La maintenabilit de la connexion (Retainibility ou analyse des dropped calls) Les coupures dappel sont classes partir de leur cause : 4.2.1Absence de relation de voisinage Figure 33 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de manque de voisine Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201045 La coupure dappel peut avoir quand le niveau de champ et la qualit du signal de la cellule serveuse sontfaibles,alorsquilssontbonspourunecellulevoisinenondclaredanslActiveset.Par consquent, le mobile ne peut pas effectuer de SHO vers cette cellule. Exemple : La cellule serveuse a comme ID 61888 (SC = 205). Lors de lappel, la cellule 62096 (SC = 293) donne un niveau de champ plus lev mais nest pas ajoute au niveau de lActive Set du fait que ces deux cellules ne sont pas dclares voisines. 4.2.2Mauvaise couverture Dans cecas lacoupure se produit dans les rgions oles conditions CPICH RSCP et / ouCPICH EcNo ont des valeurs critiques etne conviennent pas pour une bonne connexion. Parmi les causes de mauvaise couverture on trouve : -Le site est en panne ou nexite pas dans cette zone. -Mauvaise configuration et positionnement des antennes. -Grande perte au niveau de cble (feeder) ou une faible puissance de sorite de RBS-Un niveau lev d'interfrence (externe, interne, de la coexistence, l'Inter-modulation) -Un rglage incorrect des paramtres de puissance de sortie des canaux de contrle et de trafic. Exemple :LenvironnementradiodaprslesrapportsdemesuredelUEtaitdfavorable.Le RSCP de la cellule serveuse est de -127dBm et Ec/No est -32dB. Figure 34 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de mauvaise couverture Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201046 4.2.3Mauvaises conditions radioDans ce cas le Drop seproduit lorsque la meilleure cellule serveuse (Best Server cell) estmanquante(surtout dans de bonnes conditions RSCP CPICH). La mise jourde lactive set de UE ne suivre pasl'volutionrapidedelacouverture.Danscecas,lessituationsdelaPilotPollutionsontincluses (plusieurs cellules en Active Set mais aucune ne domine la signale reu (RSSI est grand mais le Ec/No esttrsfaiblespourtouslescellules)).Ontrouveplusieursraisonssavoir(UnmauvaisTILTEou Azimuth ou le type de lantenne). Exemple:LActiveSetsecomposedesdeuxcellulesdeSC49et303.LescellulesMN(Monitored neighborsdeSCs304,179et180leursonttrsprochesparrapportleurRSCP(de70dBm79 dBm). Figure 35 : Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de mauvaises conditions radio 4.2.4Congestion Dans ce cas le Drop se produit quand il n'y a pas de ressources disponibles pour la connexion radio. Le rseau envoie une RRC connexion release lorsque le RBS atteint sa puissance maximale disponible enDL.Lorsqueledropseproduit,lacause congestion estcommuniquclairementdansle message de la couche 3 RRC connexion release .Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201047 Exemple : Dans ce cas, les conditions radio ne sont pas critiques. On remarque la prsence dune Best Serveravecdeuxautrescellulesquitransportentleservice.Lindisponibilitdesressourcesradio arrivebrusquementaprsunnombredeSHOrapidesetunmessageenvoyparlerseauintitul RRC Connection Release apparat pour annoncer la coupure de lappel. Sur les messages du niveau 3 on voit clairement que la cause de cette coupure est Congestion. Figure 36 :Prise dcran Tems illustrant la dtection du problme de congestion 4.3Proposition de changements Avant de suggrer un changement, il faut tudier les points suivants : -Les photos du site -La hauteur des constructions autour du site -Le type des tilts utilis dans un secteur donne (mcanique/lectrique) -Le gain maximal des antennes et leur radiation horizontale et verticale. Pour combattre les problmes de couverture, quelques solutions peuvent tre proposes : Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201048 4.3.1Les tiltsLe tilt est l'angle par rapport au plan horizontal dans lequel l'antenne met le plus de puissance Les tilts sont suggrs dans le cas de sites overshooters puisquils permettent de limiter la couverture dun secteur donn. Il existe deux types de tilt : Tilt mcanique : Est 'visible' parce que l'antenne s'incline physiquement. Tilt lectrique : Est propre l'antenne et n'est pas visible. Il est modifiable distance. Il est toujours prfrable de commencer par le tilt lectrique pour ne pas affecter la couverture GSM. Une combinaison du tilt mcanique et lectrique doit tre optimale.4.3.2R-azimutage L'azimut de l'antenne est la direction dans laquelle l'antenne met la majeure partie de sa puissance. Dans ce cadre, 0 correspond au nord, 90 l'est, 180 au sud, etc. Pour les antennes omnidirectionnelles (antennes qui mettent 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 renseigne ou bien une valeur est indique au hasard (gnralement 0).En changeant lazimuth dune antenne pour amliorer la couverture de certaines zones. 4.3.3Rehaussement ou baisse de lantenne Parfoislemplacementdelantennedansunepositionbassepeutavoirungrandimpactsursa performance. De mme,positionner lantenne grande hauteur peut causer des lobes secondaires qui augmentent les interfrences. Une antenne peut galement tre affecte par des btiments grande hauteur dans son entourage. Dans cecas,ilfautpenserchangersonemplacement.Onararementrecourscettesolutioncausede son cot. Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201049 5.Traitement de cas rels : Aprs avoir vu dans ce qui chapitre la mthodologie de tuning, nous allons illustrer son processus par des tudes de cas concrets labores durant mon stage. Pour des raisons de confidentialit, la zone en question ne sera pas dvoile ainsi que les identifiants des sites. 5.1Analyse des Scrambling Codes Figure 37 :Plot du SC de best serving lors du drive test Lanalyse de plot descrambling codes dvoile que tous lessites sont oprationnel lors du drive test. Cette analyse sappuie sur lexamen des scrambling codes propres chaque secteur.5.2Analyse de couverture : Figure 38 :Plot du RSCP lors du drive test Projet fin dtudes : Planification est Optimisation de Rseau 3G Analyse des Drive Tests est des KPIs INPT Juin 201050 LeplotdeRSCPdvoileLacouvertureestgnralementbonne(91.68%deRSCP>=-85dBmet 100%RSCP >= -100dBm) mais on a quatre zone ou le RSCP est inferieur -90dBm. Pour savoir les causes de cette mauvaise couverture on analyse les messages et les mesures enregistrs 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 interfrences sont la principale cause de dgradation de qualit dans les Zones C et D. 5.3Analyse du rapport Ec/N0 Le plot de Drive test montre que la qualit est mauvaise dans la moiti de zone : -Ec/No >= -11 dB :47.48 % -Ec/No >= -14 dB :88.55 %LanalysedelenregistrementdeceDrivetestnousdonneunevueglobalesurlescausesdela mauvaisequalitdeEcNodanscesZones.Lafigureci-dessusmontreleplotdelEcNolorsde Drive test, les causes et les recommandations. Figure 39 :Plot de lEcNo lors du drive test 5.4Analyse d