LES RESEAUX MOBILES 2G ET 3G

LES RESEAUX MOBILES 2G ET 3G

Les Shémas de Codage:

Le débit utilisateur maximum offert par le GPRS est de 22.2 kbps , 12 kpbs réservés pour la transmission de données et 10.2 kbps pour les bits de codage. Les Shémas de Codage sont attribués par le BSC aux stations mobiles selon le taux d’interférence et la quantité de bruit détectés grâce au Link Adaptation Protocol, ils consistent en l’ajout de bits de redondance sur les bits de données pour la protection contre les interférences, et tant que la protection des données augmente, le débit diminue comme montré la figure suivante..

Bien que le GPRS apporte une réelle avancée dans le monde de l’Internet mobile, il existe des limites : La première est que le débit réel observé est très inférieur à celui annoncé dans les spécifications du protocole et également, le coût de la mise en place de l’infrastructure GPRS. Un autre souci est également pour certains opérateurs GSM la saturation des fréquences GSM. En effet, avec le GPRS, si le volume du trafic augmente, la vitesse diminue, il faut donc que le nombre de noeuds GPRS augmente afin que l’efficacité du réseau augmente également. De plus, avec l’arrivée des nouvelles technologies (3G, 4G), les opérateurs de téléphonie mobile hésitaient à investir dans une technologie qui a été dépassée. II.6 Le EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution)

L’EDGE a été développé pour les opérateurs de réseaux mobiles n’ayant pas de licences UMTS. Il ne demande qu’une mise à niveau du réseau GSM sans changement de l’infrastructure, tout en offrant un débit multiplié par 2 à 3 par rapport au GPRS. L’EDGE permet d’augmenter le trafic moyen offert dans la cellule. Elle fait correspondre à chaque condition radio le schéma de modulation et de codage MCS (Modulation Code Scheme) le plus approprié en regard de la qualité de service requise sur la liaison. En effet l’EDGE a introduit de nouveaux MCS (9 schémas de codage) et une nouvelle modulation linéaire à huit états appelée 8-PSK, qui permet de multiplier par un facteur 3 le débit bit en ligne. La figure 5 montre les schémas de codage du GPRS et les schémas de modulation et de codage du EGPRS avec les débits y correspondants :

Modulation et codage adaptatif (AMC)

Dans le but d’améliorer la performance d’un système, en termes de débit de données et de fiabilité de la couverture radio, le signal transmis vers et par un utilisateur particulier est modifié de façon à prendre en compte les variations de la qualité du signal à travers un processus connu sous le nom d’adaptation au lien radio, connu également sous le nom de AMC (Modulation et Codage Adaptatif). Au lieu de garder une qualité de signal constante au niveau du récepteur, on peut changer la modulation et le code du signal transmis de telle façon que le maximum d’informations soit transmis lorsque l’état du canal est bon, et le moins possible lorsque le canal est détérioré. Cette technique est l’AMC. Comparé à la technique conventionnelle de contrôle de puissance, l’AMC apporte une capacité beaucoup plus élevée pour les systèmes radio à transmission de paquets. Un autre avantage de l’AMC est que la puissance d’émission est fixe pendant toute la durée de la trame, ainsi les interférences provenant des autres utilisateurs sont significativement réduites.

De plus une nouvelle modulation est proposée dans la Release 5, la modulation 16QAM. Mais contrairement à la modulation QPSK, celle-ci est optionnelle et dépend du type de terminal utilisé. La modulation 16QAM soutient 4 bits/symboles au lieu des 2 bits/symboles de la modulation QPSK. Les débits sont ainsi augmentés de manière significative. La modulation 16QAM requiert de bonnes conditions de canal et une bonne performance des récepteurs comparée à la modulation QPSK. La décision d’une transmission en 16QAM ou QPSK est faite dans le réseau en utilisant la qualité du canal d’information provenant du mobile via un canal de control montant (HSDPCCH). En effet, les mobiles HSDPA effectuent des mesures de la qualité du canal physique descendant et transmettent un indicateur de qualité du canal (CQI : Channel Quality Indicator). Il faut noter que l’introduction d’un ordre de modulation plus élevé est accompagnée d’une plus grande complexité dans les terminaux mobiles, qui doivent estimer l’amplitude relative des symboles reçus.

En combinant le type de modulation, le taux de codage et le nombre de codes supportés, nous obtenons 5 combinaisons 5, appelées également schéma de modulation et de codage MCS (Modulation and Coding Scheme), qui ont été proposées par le 3GPP dans la Release 5. L’AMC a été intégré aux fonctionnalités des Nodes B supportant la technologie HSDPA. Par conséquent, la station de base a la responsabilité de sélectionner l’algorithme de modulation et de codage approprié. Selon le nombre de codes parallèles pouvant être supporté par le terminal, nous obtenons plusieurs classes de terminaux HSDPA spécifiées dans la Release 5 avec un total de 12 catégories. Ces catégories permettent d’avoir des débits pics allant de 0.9 à 14.4 Mb/s. Les dix premières classes de terminaux doivent être capables de supporter la modulation 16- QAM, alors que les deux dernières supportent uniquement la modulation de base QPSK.

Ordonnancement rapide:

L’ordonnancement est l’un des plus importants mécanismes de gestion de ressources dans les réseaux HSDPA, qui permet de déterminer à quel utilisateur il convient de transmettre dans un intervalle de temps donné. C’est un élément déterminant dans la conception puisqu’il répartit l’allocation du canal entre les utilisateurs et ainsi, d’une manière générale, détermine le comportement global du système. L’ordonnancement pour HSDPA est désigné comme rapide dû au fait que, comparé avec les spécifications du Release 99 , l’ordonnancement est déplacé du RNC au Node B pour réduire les délais, ainsi des décisions de séquencement plus rapides peuvent être prises. Les données à transmettre aux utilisateurs sont placées dans différentes files d’attentes, dans un buffer et l’ordonnanceur doit déterminer l’ordre séquentiel dans lequel les flux de données sont envoyés. Ainsi, en choisissant différents algorithmes d’ordonnancement, les opérateurs peuvent adapter sur mesure le comportement du système à leurs besoins. Les algorithmes d’établissement du programme généralement utilisés sont :

CONCLUSION GENERALE

Au terme de ce Projet de fin d’études, nous avons pu mettre en lumière les nouvelles caractéristiques, rectifications, services et fonctionnalités de la 3ème génération WCDMA, et de la nouvelle génération 3.5 HSDPA qui a pu limiter les problèmes de débit et permettre ainsi aux utilisateurs d’accéder au réseau haut débit et aux services d’internet et multimédia tant en temps réel (RT) qu’en temps non réel (NRT), tout en mettant l’accent sur les nouvelles fonctionnalités apportées par l’entreprise qui nous a accueilli NSN dans la RASO6. Cette étude a été faite dans les deux premiers chapitres pour faciliter la compréhension du cadre d’étude de notre projet. Dans le 3ème chapitre, nous mettons en relief l’objectif de notre PFE, notre sujet portait sur l’optimisation du débit utilisateur de la technologie HSDPA permise par l’opérateur Méditel dans la région de Tétouan. En effet le débit promis atteignait 3.6Mbps pour un modem 3G, cependant dans certaines zones desservies par cette technologie nous apercevons une grande limitation du débit.

Dans un 1er temps nous détectons les zones à problème, nous analysons ensuite les causes de ces limitations, nous proposons des solutions à l’équipe responsable de l’optimisation de l’HSDPA pour l’opérateur Méditel et nous attendons la validation de ces propositions. Certaines concernant l’ajout de sites et d’éléments hardware ont été validées et nous avons pu voir des résultats satisfaisants. Pour améliorer encore le débit, il existe d’autres facteurs à étudier et d’autres fonctionnalités à activer par l’opérateur de Méditel au niveau de la nouvelle version RU10 de NSN. D’autres KPI concernant les interférences extérieurs, la signalisation ou les limitations externes par le serveur ou le SGSN peuvent être aussi étudiés pour détecter les causes derrière les débits faibles. Toute notre ambition est que ce travail sert de référence pour de futures recherches dans le domaine de l’optimisation radio et de suivi des performances des réseaux en plein élargissement.

Table des matières

GLOSSAIRE
INTRODUCTION GÉNÉRALE
ORGANISME D’ACCUEIL
CONTEXTE THEORIQUE
A. LES RESEAUX MOBILES 2G ET 3G
I.Le GSM
I.1. INTRODUCTION GSM
I.2 ARCHITECTURE DU GSM
I.3 STRUCTURE DE LA TRAME GSM
I.4 LES CANAUX :
II.Le GPRS / EGPRS:
II.1 PRESENTATION DU GPRS ( GLOBAL PACKET RADIO SERVICE)
II.2 ATOUTS GPRS :
II.3 ARCHITECTURE GPRS :
II.4 LES SHEMAS DE CODAGE:
II.5 LES LIMITES DU GPRS :
II.6 LE EDGE (ENHANCED DATA RATE FOR GSMEVOLUTION)
II.7 AJOUTS POUR L’ARCHITECTURE DU EDGE :
II.8 LIMITATIONS DU EDGE
III. Les réseaux mobiles 3G
III.1 METHODES D’ACCES
III.2 COMPARAISON ENTRE LES DEUX MODES FDDWCDMA ET TDD TD-CDMA
III.3 PRINCIPES DE LA TRANSMISSION EN UMTS
III.3 PRINCIPE LE L’ETALEMENT DU SPECTRE
III.4 SERVICES ET APPLICATIONS UMTS
III.5 LES CLASSES DE QUALITES DE SERVICES
III.6 ARCHITECTURE GENERALE DU RESEAU UMTS
III.7 L’INTERFACE RADIO DE L’UTRAN
III.8 RADIO RESSOURCE MANAGEMENTS (RRM)
B. LA TECHNOLOGIE HSDPA
I.INTRODUCTION
II.LES CANAUX RELATIFS A LA TECHNOLOGIE HSDPA
II.1 Le canal HS-DSCH
II.2 Le canal HS- SCCH
II.3 Le canal HS- DPCCH
III. SPECIFICATIONS HSDPA
III.1 Modulation et codage adaptatif (AMC)
III.2. Retransmission rapide
III.3 Ordonnancement rapide
IV.AMELIORATIONS APPORTEES PAR LA RASO6
IV.1 Le multiplexage de codes (Code multiplexing)
IV.2 48 utilisateurs par cellule
IV.3 Allocation de puissance
IV.4 Paramètre “16kbps Uplink DCH Return Channel ”
IV.5 Gestion de mobilité: HSDPA Serving Cell Change
CONCLUSION
C.L’OPTIMISATION DU DEBIT UTILISATEUR DANS LA REGION DE TETOUAN POUR LA TECHNOLOGIE HSDPA
I.INTRODUCTION
II.OUTILS D’ANALYSE
II.1 Le logiciel « MapInfo Professional »
II.2 Le logiciel « Nemo »
III. ANALYSE DU DRIVE TEST DE TETOUAN
IV.ANALYSE DES KPI
IV.1. Introduction des KPI
IV.2. Les types des KPI
CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
RÉFÉRENCES
ANNEXE

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