Ralis par: Encadr par: A.HajamiMarouane Naji, Reda Seniaky,Hamza Dafia, Hicham Abouelfeth.

Sommaire :

RsumIntroductionI- Nouvelles technologies des tlcommunicationsI.1- GSMI.2- GPRSI.3-UMTSII- Planification RadioIII- Couverture GSM, GPRS sur une rgion dInstanbullConclusion

Rsum:

Ce mini projet est un travail qui consiste a utiliser le logiciel de planification des rseaux Atoll.

Nous commenons ce travail par un rappel et dfinition des technologies nouvelles de tlcommunications, ensuite nous aborderons le volet planification dune vision macroscopique.La partie qui succdera sera une prsentation gnrale sur ATOLL, et ensuite, la dernire partie du rapport comportera la prise en main du logiciel et une simulation de planification sur la ville turque Istanbul.

Finalement, nous conclurons.

Introduction

Un dveloppement remarquable saffiche en termes des industries des tlcommunications, ainsi les nouvelles technologies des tlcommunications (GSM, GPRS, UMTS) sont dployes partout dans le monde et les services quelles offrent se voient consommer dune manire massive. Le support de ces techniques de tlcommunications qui sont toutes non filaires est videment les ondes hertziennes. Laffectation de ces bandes de frquences est rgis par un organisme international nomm lIUT, en raison de lexploitation massive et le taux lev des utilisateurs, les ressources frquentiels attribues aux fournisseurs daccs sont limites et une utilisation alatoire de la part de ces derniers ne leur permettra pas de desservir une tranche importante dabonns nanmoins avec une bonne qualit. La problmatique cit ci-dessus incite les spcialiste en tlcommunication et allocation de ressources effectuer une bonne gestion, ne serai-ce une gestion optimale des ressources radio par le biais de quelques taches de planification radio. Avant dentamer le volet planification, il est ncessaire daborder les nouvelles technologies des tlcommunications.

I. Nouvelles technologies des tlcommunications:

I.1 GSM:

Global System for Mobile Communications (GSM) (historiquement Groupe spcial mobile) est une norme numrique de seconde gnration pour la tlphonie mobile.

Dans un rseau GSM, le territoire est dcoup en petites zones appeles cellules. Chaque cellule est quipe dune station de base (BTS) fixe munie de ses antennes installes sur un point haut (chteau deau, immeuble ...). Les cellules sont dessines hexagonales mais la porte relle des stations dpend de la configuration du territoire arros et du diagramme de rayonnement des antennes d'mission. Dans la pratique, les cellules se recouvrent donc partiellement.

Larchitecture du systme GSM se prsente comme sur le schma ci-dessous:

BTS( Base Transceiver Station): metteur / rcepteur grant une cellule, la couche physique sur la voie radio et la couche liaison de donnes avec le mobile. BSC (Base Station Controller) : commutateur qui ralise une premire concentration de circuits, qui soccupe de la gestion de la ressource radio (allocation des canaux, ). MSC (Mobile services Switching Center) : commutateur du rseau GSM, qui gre ltablissement de circuits travers le rseau. VLR (Visitor Location Register) : base de donnes locale qui contient les profils de tous les abonns prsents dans la zone gre par ce VLR. Dans la plupart du temps, cet quipement est dans le mme quipement que le MSC. HLR (Home Location Register) : base de donnes globale du rseau GSM, dans laquelle les profils de services des abonns, la localisation des abonnes et la gestion de la scurit sont enregistrs. EIR (Equipment Identity Register) : base de donnes dans laquelle sont enregistrs les numros didentification des terminaux mobiles au sens matriel avec lIMEI (International station Mobile Equipment Identity).

Quelques variantes (selon la bande de frquence utilise) de ce service de tlphonie mobile sont les suivantes:

GSM 900:

DCS 1800:

PCS 1900:

I.2. GPRS:

Le rseau GPRS est une extension du rseau GSM: il ajoute par rapport ce dernier la transmission par paquets. (le GSM transmettait en mode circuits).Cette mthode est plus adapte la transmission des donnes. En effet, les ressources ne sont alloues que lorsque des donnes sont changes, contrairement au mode circuit en GSM o un circuit est tabli et les ressources associes pour toute la dure de la communication.

allocation inadquate du canal. Impact sur la facturation.

Le GPRS a ensuite volu au dbut des annes 2000 vers la norme Edge galement optimise pour transfrer des donnes et qui utilise les mmes antennes et les mmes frquences radio. Contrairement une communication vocale o un et un seul intervalle temporel (time slot) (TS) est allou pour la transmission de la voix, dans une liaison GPRS, le nombre de TS peut varier, entre un minimum fix 2 et le maximum 8 TS par canal, en fonction de la saturation ou de la disponibilit de la BTS. Le dbit de chaque TS est dtermin par le mode de codage (coding scheme) (CS), qui caractrise la qualit de la transmission radio: CS1 = 9,05kbit/s (quivalent du GSM voix); CS2 = 13,4kbit/s; CS3 = 15,6kbit/s; CS4 = 21,4kbit/s (cas optimal du mobile l'arrt, au pied de l'antenne et seul dans le secteur couvert par l'antenne).Le dbit thorique maximal est de 8 TS CS4 = 171,2kbit/s. Mais en pratique le dbit maximal est d'environ 50kbit/s. Le dbit usuel de 2 TS CS2 23 = 17,9kbit/s, soit environ 2ko/s.

Le GPRS (technologie 2,5G) exploite larchitecture existante du GSM et y ajoute quelques implmentations pour le nouveau mode de transmission en mode paquet, parmi ces implmentations: le serveur daccs au rseau SGSN, et la passerelle vers dautres rseaux GGSN.

Le SGSN (Serving GPRS Support Node) est une passerelle permettant l'acheminement des donnes dans les rseaux mobiles GSM GPRS (et quelques dautres rseaux UMTS)

Il gre l'interface avec le rseau de paquets externe (ex IP) via une autre passerelle, le GGSN (Gateway GPRS Support Node) pour les appels sortants et vers la station mobile pour les appels entrants. Il maintient les informations identifiant l'abonn et les services utiliss. Il contrle la localisation du mobile sur une Routing Area.

En termes de frquence utilis le GPRS utilise la mme bande de frquence bande de frquence du GSM selon les 3 variantes possibles.

I.3. UMTS:

LUniversal Mobile Tlcommunications System (UMTS) est l'une des technologies de tlphonie mobile de troisime gnration (3G). Elle est base sur la technologie W-CDMA qui est une technique de daccs se basant sur le code de communication en large bande (5Mbps). L'UMTS est parfois aussi appel 3GSM, soulignant la filiation qui a t assure entre l'UMTS et le standard GSM auquel il succde. On l'appelle galement et plus simplement 3G, pour troisime gnration. Cette technologie de tlcommunications offre, grce sa large bande, un dbit suprieur au celui de ses prdcesseurs, ce qui donne notamment plus de services multimdias et dinternet mobile.

Parmi les caractristiques de la 3G cest quilpermet : Une couverture avec un haut dbit, Transmission symtrique et asymtrique, Voix et paquets,

Larchitecture des rseaux 3G se prsente comme suit:

Utran: est labrviation de Universal Terrestrial Radio Access Network (rseau universel d'accs radio terrestre); cest un terme collectif normalis par le 3GPP qui dsigne la partie accs radio dun rseau de tlphonie mobile 3G UMTS et regroupe: les antennes, les Node B, les contrleurs de rseau radio (RNC) ainsi que les liaisons (fibre optique, cuivre ou faisceau hertzien) raccordant ces quipements. RNC est un sigle signifiant Radio Network Controller. Le RNC est un lment de la partie radio (UTRAN) d'un rseau de tlphonie mobile UMTS qui contrle les transmissions radio des stations de base. Il gre la rpartition de la ressource radio, le chiffrement des donnes avant l'envoi au tlphone mobile, ainsi qu'une partie de la localisation des terminaux mobiles des abonns. C'est l'quivalent des BSC des rseaux 2G GSM. Un RNC s'interface avec le SGSN pour la transmission des donnes et avec le MSC pour le transfert de la voix et de la signalisation. Le Node B est une station de base (ou antenne-relais) dans un rseau mobile UMTS, bas sur la technologie W-CDMA. C'est l'quivalent de la BTS dans les rseaux GSM.Il gre des cellules radio utilisant diffrentes bandes de frquences (900 MHz, appele U900 et 2,1 GHz en Europe) sur diffrents secteurs (un secteur quivaut une antenne physique).Un site peut avoir jusqu' 3 secteurs (chacun couvrant un angle de 120) et peut cumuler les bandes de frquences (jusqu' 3 ou 4, on parle ainsi de "quadri-bande"). Les antennes physiques en haut d'un pylne, lorsqu'il y a prsence d'un pylne (ce qui n'est pas le cas sur un site en haut d'un chteau d'eau par exemple), peuvent tre alimentes par des MHA (Mast Head Amplifier) permettant l'amplification des signaux reus pour contrer leur attnuation et limiter les interfrences. Ceci dit les dmarches et tapes dtablissements et rception de communication sont dtaill sur le support de cours, ainsi nous nous sommes contents de citer les principes gnraux des nouvelles technologies des tlcommunications.

II. Planification Radio:

L'objectif de la planification est de dterminer le nombre minimal de sites requis pour assurer la couverture d'une zone bien dtermine en fonction des services offerts et du nombre d'abonns en tenant compte des contraintes de qualit de service. Donc il faudrait atteindre le maximum de couverture avec une capacit optimale tout en maintenant le cot de dploiement le plus faible possible.Dans ce contexte, il y a quelques oprateurs qui prfrrent rduire le nombre de stations de base plus que rduire la puissance de transmission et ceci pour des raisons de budget ; par contre, d'autres oprateurs prfrent couvrir la zone d'une manire rduire la puissance ncessaire dans le sens montant et offrir aux utilisateurs ainsi des services plus consommateurs d'nergie avec une meilleure QoS, et ceci au dtriment de l'implantation d'un rseau plus cher avec plus de stations de bases et par suite des frais de communication plus leves.Le processus de planification comporte :La phase de planification ou phase d'initialisation (dimensionnement) : elle correspond l'introduction des sites au niveau de la zone gographique considre, l'ajustement des paramtres des sites, des secteurs et des cellules selon les contraintes dj fixes. (Caractristiques de l'environnement, des antennes et localisation des BTS, Node B).La phase poste planification : elle correspond l'tude de la qualit de service et de la capacit du rseau planifi afin de l'optimiser pour qu'il soit conforme aux exigences (lesModles de trafic, les modles de mobilit et la distribution des abonns dans le rseau).

Processus de planification

Ensuite, le dimensionnement fournit une premire et rapide valuation des lments du rseau ainsi que les capacits associes ces lments. Son but est d'estimer la densit ncessaire et la configuration des sites pour la zone en question. Il faut commencer par estimer les paramtres du lien radio comme le dbit de donnes et dterminer les meilleures positions o les stations de bases doivent tre mises pour assurer une couverture et une capacit maximales. Ensuite, dduisant la marge d'interfrence partir du facteur de charge, il faut passer au calcul du bilan de liaison qui donne comme rsultat le MAPL (Maximum Allowable Path Loss). Ce MAPL ainsi que les diffrents paramtres de l'environnement sont utiliss enfin de calculer la porte de la cellule et par suite le rayon maximale de la cellule par zone. L'algorithme rsumant ces tapes est reprsent ci-dessous.

III. ATOLL: Atoll est une solution payante de dploiement rseau dveloppe par lorganisme FORSK et destin aux oprateurs de tlcommunications et fournisseurs daccs. Atoll est un logiciel de dimensionnement et de planification de rseaux cellulaires qui peut tre utilis sur tout le cycle de vie des rseaux (du design l'expansion et l'optimisation). Le logiciel exploite diffrentes donnes en entre car il permet de choisir le type de projet raliser GSM 900, DCS 1800, ou alors UMTS qui paramtre diffremment le logiciel en fonction de la technologie. On peut dfinir le model de propagation, le type d'antenne, les caractristiques du site,...

ATOLL permet de raliser de multiples oprations que nous citerons au fur et mesure du droulement de notre projet: Importation de cartes, Dploiement dquipements sur des zones: BTS, BSC, Nud b, Couverture par divers tchnologies: GSM, GPRS, EGPRS. Techniques daccs: CDMA, TDMA Position optimale des quipements, Prdiction de la zone couverte et du niveau dinterfrence,

IV. Couverture GSM, GPRS sur une rgion de Istanbul:

Istanbul ou Istamboul est la plus grande ville et mtropole de la Turquie et la prfecture de la province du mme nom. Elle est inscrite sur la liste du patrimoine mondial de l'Unesco depuis 1985. Istanbul est le principal centre financier, commercial et industriel de la Turquie, est aussi la capitale culturelle du pays. Istanbul compte 13522528habitants (2012). Elle constitue aussi l'une des plus grandes mgapoles du monde.

La Turquie compte un nombre estimable, selon les statistiques de 2005, par 42,3 millions dabonns desservie par trois oprateurs tlcom au pays que nous rsumerons sur le tableau suivant:

RangOprateurTechnologieAbonns(en millions)Proprit

1TurkcellGSM128,7 [15] (juin 2006)TeliaSonera 37,09% Cukurova Group 27,05% et Groupe Alfa 13,22%

2VodafoneGSM12,046 [16] (juin 2006)Vodafone (100%)

3AveaGSM7,00 [17]Turkish Telecom (89,99%) et Trkiye Bankas (10,01%) 1

Nous commenons ensuite notre travail :

1. Cration de nouveau projet:

2. Slction de la tchnologie implmenter:

3. Importation de carte partir de la bibliothque prdfinie dAtoll:

limage ci-dessus donne les coordones de la zone choisie, apres tre tlcharg sur linterface dAtoll, la carte charge aura la forme suivante:

4. Attribution dun nouveau nom la carte:

Nous avons attribu le nom: Rtt 1

5. Dlimitation de la zone tudier et couvrir:

La zone colorie en jaune re prsente la zone tudier.

6. Choix de la norme GSM 900 en urbain ( zone dense couvrir):

7. Paramtrage des stations de base et configuration:

8. Choix de la norme GPRS 900:

9. Implmentation des sitesen suivant les motifs hxagonales de la rgion:

Lemplacement des sites parait plus clairement dans la prise suivante:

Ensuite nous effectuerons une tude de la couverture du signal en ffectuant les instructions suivantes:

Nous ajoutons, pour effectuer ltude, le canal logique de signalisation BCCH, les sites implment et leurs antennes:

Le lancement de ces tudes dclenche un ensemble de calculs des niveaux des signaux, taux derreurs

Le rsultat du test montre que tout est oprationnel:

La forme finale de couverture aura laire suivante:

Le coloriage de diffrents niveaux indique quil ne reste plus de zones non couvertes.

Conclusion:

Nous concluons donc en disant que ce logiciel est vraiment important et trs puissant en termes de planification des rseaux.En effet les tudes et simulations quil permet de faire rendent la tche moins couteuse aux oprateurs pour les tudes ncessaires avant limplmentation de leurs quipements afin de couvrir un maximum dabonns et avec des qualits de services acceptables.

Il est noter que ce travail nest quune initiation la prise en main de ce logiciel et que dautres fonctionnalits diverses sont possibles exploiter.