3.c.projet Technique Mogalib
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SOMMAIRE
REMERCIEMENTS.................................................................................................................................................... 4 GLOSSAIRE ................................................................................................................................................................. 5 INTRODUCTION ...................................................................................................................................................... 7 A. I. II. III. B. I. II. DESCRIPTION DU PROJET..................................................................................................................... 8 CAHIER DES CHARGES ........................................................................................................................... 8 VUE SATELLITE DE LA ZONE DETUDE ........................................................................................ 9 VUE SOUS ATOLL DE LA ZONE DETUDE ..............................................................................10 PREMIERE PERIODE : PLANIFICATION RESEAU 2G ........................................................................11 DIMENSIONNEMENT ............................................................................................................................11 1. BILAN DE LIAISON ....................................................................................................................................11 DEPLOIEMENT .........................................................................................................................................13 1. ALLOCATION AUTOMATIQUE DES CELLULES .....................................................................................13 2. RELOCALISATION DES SITES ..................................................................................................................14 3. ILLUSTRATION DU DEPLOIEMENT SUR UN SITE PRECIS ....................................................................14 4. COUVERTURE PAR NIVEAU DE CHAMPS ...............................................................................................16 a. Avant relocalisation ..................................................................................................................................16 b. Apres relocalisation ...................................................................................................................................17 5. COUVERTURE PAR EMETTEUR ...............................................................................................................17 a. Avant relocalisation ..................................................................................................................................17 b. Aprs relocalisation ...................................................................................................................................18 6. COUVERTURE PAR ZONES DE RECOUVREMENT.................................................................................19 a. Avant relocalisation ..................................................................................................................................19 b. Aprs relocalisation ...................................................................................................................................19 7. CARTE DENVIRONNEMENT ET PROPRIETES ......................................................................................20 a. Carte denvironnement.............................................................................................................................20 b. Proprits des environnements...............................................................................................................21 8. ANALYSE DE TRAFIC.................................................................................................................................21 9. CARTE DE C/I ...........................................................................................................................................22 C. I. DEUXIEME PERIODE : DENSIFICATION DU RESEAU 2G ...............................................................24 DIMENSIONNEMENT ............................................................................................................................24 1. BILAN DE LIAISON ....................................................................................................................................24 2. DIMENSIONNEMENT DES CELLULES ....................................................................................................25 II. DEPLOIEMENT .........................................................................................................................................25 1. ALLOCATION AUTOMATIQUE DES CELLULES .....................................................................................25 2. RELOCALISATION DES SITES ..................................................................................................................26 3. COUVERTURE PAR NIVEAU DE CHAMPS ...............................................................................................26 a. Avant relocalisation ..................................................................................................................................26 b. Apres relocalisation ...................................................................................................................................27 4. COUVERTURE PAR EMETTEUR ...............................................................................................................28 a. Avant relocalisation ..................................................................................................................................28
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b. Apres relocalisation ...................................................................................................................................28 5. ZONE DE RECOUVREMENT ....................................................................................................................29 a. Avant relocalisation ..................................................................................................................................29 b. Apres relocalisation ...................................................................................................................................29 6. PROPRIETE DES ENVIRONNEMENTS ....................................................................................................30 7. ANALYSE DE TRAFIC ................................................................................................................................30 8. CARTE DE C/I ...........................................................................................................................................31 D. I. TROISIEME PERIODE ............................................................................................................................33 DIMENSIONNEMENT ............................................................................................................................33 1. BILAN DE LIAISON ....................................................................................................................................33 2. DIMENSIONNEMENT DES CELLULES ....................................................................................................33 II. DEPLOIEMENT .........................................................................................................................................34 1. ALLOCATION AUTOMATIQUE DES CELLULES .....................................................................................34 2. RELOCALISATION DES SITES ..................................................................................................................35 3. COUVERTURE PAR NIVEAU DE CHAMPS ...............................................................................................36 a. Avant relocalisation ..................................................................................................................................36 b. Aprs relocalisation ...................................................................................................................................37 4. COUVERTURE PAR EMETTEUR ...............................................................................................................37 a. Avant relocalisation ..................................................................................................................................37 b. Aprs relocalisation ...................................................................................................................................38 5. ZONE DE RECOUVREMENT ....................................................................................................................38 a. Avant relocalisation ..................................................................................................................................38 b. Aprs relocalisation ...................................................................................................................................39 6. CARTE PAR ZONE DE SERVICE ...............................................................................................................39 a. Zones de service pour le service Voix 12,2 kbps ..............................................................................40 b. Zones de service pour le service Internet Mobile 384 kbps ...........................................................41 7. AFFECTATION DES SCRAMBLING CODES .............................................................................................42 8. PROPRIETES DES ENVIRONNEMENTS ...................................................................................................43 9. TAUX DE REUSSITE DE CONNEXION PAR SITE ...................................................................................48 10. 11. 12. DBIT DOWNLINK MAXIMUM PAR SITE ......................................................................................49 DBIT DL R99...................................................................................................................................49
ETUDE DES FONCTIONNALITES DATOLL POUR LE DIMENSIONNEMENT DU RESEAU DE DESSERTE 49 CONCLUSION ..........................................................................................................................................................53 BIBLIOGRAPHIE .....................................................................................................................................................54 ANNEXES ..................................................................................................................................................................54
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REMERCIEMENTS
Notre premire pense va tout droit vers nos professeurs M. Happy et M.Mariage qui nous ont encadrs et conseills tout au long de ce projet. Nous noublions videment pas Johan Venkatasawmy, dont la disponibilit nous a t dun prcieux secourt. De sincres remerciements tous nos autres collgues qui nont pas hsit partager leurs avis pour une meilleure progression commune.
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GLOSSAIRE
ACRONYMES
GSM: Global System for Mobile communications BTS: Base Transceiver Station MAPL: Maximum Allowable Path Loss DCS: Digital Cellular System GPS: Global Positioning System UMTS: Universal Mobile Telecommunications System UTRA: Universal Terrestrial Radio Access FDD: Frequency Division Duplex KPI: Key Performance Indicator
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Figure 37 : Zone de service Internet mobile avec un Mobile Phone ..................................................................41 Figure 38 : Zone de service (Eb/Nt) Uplink Mobile Internet Access (MOBILE PHONE) .........................41 Figure 39 : Proprits des scrambling codes ...........................................................................................................42 Figure 40 : Affectation automatique des scrambling codes ..................................................................................43 Figure 41 : Carte d'environnement en UMTS ........................................................................................................44 Figure 42 : Densit de population UMTS ...............................................................................................................44 Figure 43 : Proprits du service voix 12.2 kbps .................................................................................................44 Figure 44 : Proprits du service internet mobile 384 kbps ..............................................................................45 Figure 45 : Simulation UMTS sur les taux de connexion (Mobile phone et PDA) ..........................................45 Figure 46 : Simulation UMTS sur les taux de connexion (PDA) ........................................................................46 Figure 47 : Simulation UMTS sur les taux de connexion (Mobile Phone) ........................................................46 Figure 48 : Nombre de connexions par service ......................................................................................................47 Figure 49 : Simulation UMTS sur les taux de connexion avec densit de population modifie (Mobile Phone et PDA) ............................................................................................................................................................47 Figure 50 : Nombre de connexions par service (densit de population modifie) ...........................................48 Figure 51 : taux de russite de connexion par site .................................................................................................48 Figure 52 : Dbit downlink maximum par site .......................................................................................................49 Figure 53 : Dbit downlink R99 par site et le nombre de liens radio associs .................................................49 Figure 54 : Proprits gnrales de la liaison radio ................................................................................................50 Figure 55 : Proprits radio de la liaison radio .......................................................................................................51 Figure 56 : Proprits goclimatiques de la liaison radio ......................................................................................51 Figure 57 : Liaisons radio cres entre les diffrents sites ...................................................................................52
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INTRODUCTION
Lance en 1994, Mogalib est une entreprise qui offre un service de consulting dans la planification des rseaux 2G/3G doprateurs et qui se lancent nouvellement sur le march des tlcoms. Cre par quatre collaborateurs venant de 3 pays diffrents : Lle Maurice, le Gabon et le Liban, ils eurent ds luniversit lambition de crer une entit qui allierai la fois leur savoir faire et leurs diversits culturelles. Fort dune exprience de 8 ans dans le mtier, avec une expertise confirme par diffrents projets mens dans des pays mergents, Mogalib est devenu un acteur indispensable sur le march. Suite { un appel doffre de la rgion de Bordeaux pour dployer un rseau cellulaire aux alentours du grand lac, Mogalib a t contact par le nouvel arrivant sur le march franais Bouygues Telecom pour lui fournir une tude prvisionnelle du dploiement sur une priode de 15 ans. En 1995, le principal objectif des rseaux cellulaires de 2me gnration tait doffrir un service de type voix. Mais avec des prix levs de terminaux, il ne sagissait que dun march de niche. A partir de lan 2000, avec la possibilit de se connecter Internet notamment via Imod, lusage des terminaux sest dmocratis entrainant avec lui une hausse des besoins en capacit et des transmissions de donnes en haut dbit. En comparaison avec lEDGE, lUMTS ne permettant pas datteindre des dbits vraiment intressants, la stratgie de Bouygues a consiste ne commencer { dployer la 3G quen 2007. Avec une prvision de couverture du territoire devant atteindre les 70% dici la fin de lanne 2009, aujourdhui, les abonns des zones { fortes densits bnficient dun large ventail de services haut dbits. Le but de ce projet est deffectuer la planification dun rseau cellulaire 2G puis 3G tout en respectant les donnes marketing et les contraintes techniques imposes par le cahier des charges. Ainsi aprs avoir dcrit les attentes de ce projet, notre tude portera, de prime abord, sur le dploiement de la technologie DCS 1800 ; par la suite, nous effectuerons la densification de ce rseau avec le systme GSM 900. Dans la dernire phase de la planification, nous dploierons le rseau 3G { laide de la technologie lUMTS.
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A. DESCRIPTION DU PROJET
I. CAHIER DES CHARGES
Ce projet porte sur le dimensionnement et le dploiement dun rseau cellulaire sur un quartier de Bruges, commune voisine de Bordeaux. Ce projet stale sur 3 priodes et trois technologies diffrentes. Le cahier des charges pour ces trois priodes est le suivant : 1re priode : Dimensionnement et dploiement d'un rseau 2G Donnes marketing : La densit d'abonns desservir suivant les zones est de : 2000/km2 en dense urbain 1000/km2 en urbain 500/ km2 en suburbain 100/ km2 en rural Couverture en capacit. Technologie : DCS 1800 Service offert : deep indoor Part de march = 5% Probabilit de blocage : 2% Consommation moyenne d'un abonn : 25mErl 2me priode : Densification d'un rseau 2G Donnes marketing : La densit d'abonns desservir suivant les zones est de : 4000/km2 en dense urbain 2000/km2 en urbain 1000/ km2 en suburbain 500/ km2 en rural Couverture en capacit. Technologie : DCS1800 + GSM 900 (rpartition quilibre entre les deux technos). Service offert : deep indoor Part de march = 15% Probabilit de blocage : 2% Consommation moyenne d'un abonn : 25mErl 3me priode : Dimensionnement et dploiement d'un rseau 3G Donnes marketing : La densit d'abonns desservir suivant les zones est de : 5000/km2 en dense urbain 2500/km2 en urbain 1200/ km2 en suburbain 500/ km2 en rural Profil moyen de consommation des abonns : Voix 12,2kbps, 25mErl / abonn (facteur d'activit = 0,65) Data 64kbps : 25kbps / abonn Data 144kbps : 40 kbps / abonn Data 384kbps : 50 kbps / abonn
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Donnes constructeurs pour utilisateur de type piton 3km/h : Dbits en kbps Eb/No en dB 12,2 CSD 5 64 CSD 3 144 PSD 2 384 PSD 1
Technologie : UMTS (1 porteuse) Service offert : indoor daylight (20% 12,2kbps, 40% 64kbps, 30% 144kbps, 10% 384kbps) Part de march = 15% Charge totale des cellules = 50%
II.
La zone { tudier dune superficie de 16 km correspond un secteur de Bruges situ proximit immdiate du grand lac de Bordeaux. Cette zone est compose de champs agricoles, dentreprises et dhabitations collectives { plusieurs tages ainsi que de zones industrielles et commerciales pour les deux tiers de la surface. Le reste est compos pour lessentiel de lhippodrome de Bordeaux-Bouscat, despaces vert et de deux lacs. Par ailleurs, la dnivellation dans cette zone est trs faible et laltitude moyenne est de 15 mtres.
500 m
Figure 1 : Vue satellite de la zone couvrir
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III.
Le logiciel utilis Atoll, commercialis par la socit Forsk, est un logiciel professionnel destination des oprateurs. Cest un outil qui permet de raliser la planification dun rseau cellulaire utilisant les technologies GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, HSUPA ou WiMax. Ainsi, pour raliser notre tude, ltape incontournable consiste { importer les donnes topographiques (classes et hauteurs) de sursol et le modle numrique de terrain (altitude) afin de visualiser la carte prtablie de la zone tudier (Figure 2). Il est important de prciser que nous sommes passs dun systme de coordonnes spcifiques Atoll { un systme de coordonnes GPS, ce qui nous facilitera par la suite la relocalisation des stations de base qui serait mal placs. Aprs avoir impos des couleurs aux diffrentes classes de sursol pour distinguer les diffrentes infrastructures et espace vert, on obtient la carte ci-dessous :
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I.
DIMENSIONNEMENT
1. BILAN DE LIAISON
Ltablissement du bilan de liaison est une tape indispensable pour le dimensionnement de notre rseau. En effet, il permet de dterminer la taille des cellules et donc davoir une bonne approximation du nombre de station de base quil va falloir dployer. Les tableaux ci-dessous reprsentent le bilan de liaison sur les voies montante et descendante dans le cas dune communication en deep indoor :
La zone { couvrir ayant de nombreux btiments, notre choix sest port sur des antennes directives qui sont plus appropries pour lutter contre les rflexions multiples. De plus, nous avons choisi les caractristiques des terminaux portatifs (catgorie 1) et des stations de base (catgorie 1) les plus utiliss. La densit dabonns tant trs faible, chaque cellule peut fonctionner avec un seul TRX, il ne sera donc pas ncessaire dinsrer de coupleur. On remarque que les MAPL des deux voies ne sont pas quilibres. Pour y remdier, nous avons rajout sur la voie montante un LNA avec un gain de 6 dB ainsi quune antenne crosspolar ayant un gain de 3 dB. Le rcapitulatif de ces modifications est dans le tableau ci-dessous :
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A laide du MAPL prcdemment calcul, pour dimensionner les cellules, nous allons utiliser le modle de propagation Cost-Hata qui est adapt pour les frquences allant de 1500 2000 MHz en milieux urbain et suburbain. Le calcule de la taille des cellules nous permettra de comparer les calcules thoriques, en pratique :
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II.
DEPLOIEMENT
1. ALLOCATION AUTOMATIQUE DES CELLULES
Ayant une distance maximale de 284m, nous prendrons 144m comme rayon de cellules lors de la gestion du modle DCS 1800. La simulation sous Atoll dmarre avec la gnration automatique des sites { laide du modle GSM 1800 Urban dcrit ci-dessous :
Une fois le modle paramtr, en dfinissant une zone de calcule autour de la zone couvrir, on peut passer la gnration automatiquement des sites. Comme on peut le remarquer ci-dessous, le nombre de sites obtenu (102), correspond peu prs celui de la prdiction calcule dans le bilan de liaison (107).
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Lors de laffectation automatique des sites, on avait 321 metteurs. Aprs la relocalisation, on nen a plus que 240. On a une diffrence de site 25% entre la thorie et la pratique. Ce qui ne correspond pas forcment ce que les oprateurs obtiennent. En effet, en gnral, le nombre de sites relocalis est suprieur celui calcul au dpart. Mais ici, avec les sites dploys dans les lacs et quil a fallut supprimer, ou encore les uni ou bi sectoriels quil a fallut dployer ici et la, on sest retrouv au final avec moins dmetteurs mme si on a surement plus de sites.
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Le site sur lequel on a dcid dillustrer notre dploiement est la foire de Bordeaux qui est gre par la Direction de la Communication de Congrs et Expositions de Bordeaux. La Foire Internationale de Bordeaux, sera ouverte du 16 au 25 Mai 2009 et de 9h30 19h. Informations supplmentaires : Adresse : Rue Jean Samazeuilh BP 55 - 33030 BORDEAUX CEDEX Site web: www.bordeaux-expo.com/foire Tel : 05 56 11 99 00 Fax : 05 56 11 99 99
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Pour raliser la couverture par niveau de champ, il nous faut calculer les 2 seuils qui nous permettront doffrir un service outdoor et un service deep indoor ( Tableau 4 ). La marge de pntration de 21 dB nous est fournit dans le cours de M. Mariage.
Ces seuils correspondent { ce quon arrose en outdoor (-84 dBm) et en indoor (-63 dBm). Donc avec un seuil de rception minimal de -97dBm on est sr d'appeler partout avec une qualit plus ou moins bonne en outdoor.
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b. Apres relocalisation
Au regard de la Figure 9 et afin doffrir le service voix dans les conditions imposes par le cahier des charges, nous avons du densifier le rseau sur certaine zones. Pour cela, nous avons implant de nouveaux sites, et supprimer des metteurs lorsque ctait ncessaire.
Figure 9 : Prdiction de la couverture par niveau de champs des sites relocaliss en DCS
On peut observer que le service voix est disponible en indoor dans les zones construites et quil est galement disponible en outdoor sur le reste du secteur On remarque cependant que le service voix nest pas disponible en outdoor aux alentours du lacs et des parcs donc des zones non accessibles aisment aux les abonns.
a. Avant relocalisation
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b. Aprs relocalisation
Pour rduire au maximum ces rsurgences, on peut jouer sur trois paramtres qui sont : lazimut des antennes, le tilt lectrique et le niveau de puissance des metteurs. Pour se placer dans les conditions les plus proches de la ralit, on a dcid de ne pas toucher la puissance dmission des BTS. Ainsi en jouant sur les tilts (au maximum 10) et les azimutes, on obtient la couverture par metteur ci-dessous.
Les difficults rencontres se sont concentres au niveau du centre ville de Bruges qui est constitu de haut immeubles qui forment certains endroits des guides dondes. Mais en tiltant trs fort, on arrive des couvertures acceptables.
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Nous avons pu observer que la majeure partie de la carte est couverte par un seul serveur, le cas idal ; les zones o il existe trois serveurs correspondent aux intersections entre les cellules. La zone o il y a quatre serveurs est situe en bord de carte, et elle est due labsence dmetteur en limite de carte. Lobjectif du dploiement sera de rduire au maximum les zones de recouvrement.
b. Aprs relocalisation
Nous pouvons constater 4 endroits ou se regroupent quatre serveurs. Ces zones sont dfavorables. Cependant comme elles se situent aux abords du lac ca na pas beaucoup importance. Les autres petites zones avec plus de 4 serveurs sont difficiles liminer car se moment on dfavoriserait la couverture par niveau de champs qui est, pour nous, plus importante.
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Profil des utilisateurs : Le profil des utilisateurs est dfini par le nombre dappels par heure. Pour les utilisateurs standards, ce nombre est calcul partir de la formule :
Avec 0.25 mErl la consommation moyenne dun abonn et T la priode dobservation (3600s). En considrant que les professionnels mettent deux fois plus dappel que les utilisateurs standards et on obtient le tableau rcapitulatif ci-dessous :
Aprs tous ces rglages, on peut passer la gnration des simulations de trafic voix sur toute la zone tudie.
8. ANALYSE DE TRAFIC
Lanalyse de trafic permet de connatre la demande de trafic qui existe sur le rseau par service et par metteur, et ce en fonction de la densit de population, des types dutilisateurs, de leur terminal et des diffrentes zones dfinies dans la carte denvironnement. Au vue du nombre important de site, nous ne reprsenterons ci-dessous quun extrait du rsultat de lanalyse de trafic. Lintgralit de cette analyse tant consultable en annexe.
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Avec un nombre de TRx aux alentours de 2, et une demande de trafic moyenne de 15 Erlangs on a pu sassurer que la probabilit de blocage est infrieure { 2%. Notre rseau est plutt bien charg et bien dimensionn.
9. CARTE DE C/I
Une fois lanalyse de trafic ralise, on peut passer { ltablissement de la carte de C/I.
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On considre quon a un bon rapport C/I lorsquil est suprieur ou gale 9dB. Ici on a un rseau plutt facile daccs et ce quelque soit lendroit o on est. Les quelques zones avec un rapport C/I faibles sont principalement dans des zones difficiles daccs. Sur les autres zones, on pourra penser dployer des micros BTS pour rsoudre ce problme.
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I.
DIMENSIONNEMENT
1. BILAN DE LIAISON
Tout comme en DCS, le choix du type des antennes { utiliser sest port sur des antennes directives. Les valeurs indiques dans le tableau ci-dessous sont les valeurs des terminaux portatifs de catgorie 4 et des stations de base de catgorie 1, les plus utilises. La densit dabonns augmentant, nous avons ajout un coupleur en rception et afin dquilibrer notre bilan de liaison, nous avons insr une antenne cross polar ayant un gain de 3 dB et un amplificateur de 6 dBm.
Les MAPL ntant pas quilibr sur les deux voies, nous avons rajout sur la voie montante un attnuateur de 1 dB. Le rcapitulatif de ces modifications est dans le tableau cidessous :
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II.
DEPLOIEMENT
1. ALLOCATION AUTOMATIQUE DES CELLULES
C Ayant une distance maximale de 610m, nous prendrons 305 m comme rayon de cellules lors de la gestion du modle GSM 900. Une fois de plus la simulation sous Atoll dmarre avec la gnration automatique des sites { laide du modle GSM 900 Urban.
Comme on peut le remarquer ci-dessus, le nombre de sites obtenu (40) est largement suprieur celui calcule dans le bilan de liaison (23).
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La prdiction de couverture par niveau de champ en technologie GSM nous montre, Figure 19, que la couverture deep indoor est facilement obtenue sur toute la zone couvrir. Il faudra alors sassurer lors du dploiement que lon garde une telle couverture afin doffrir le service deep indoor sur tout le secteur.
b. Apres relocalisation
Comme on peut le constater, le repositionnement des sites na pas beaucoup affect la couverture par niveau de champs indoor.
Figure 20 : Prdiction de la couverture par niveau de champs des sites GSM relocaliss
Grce la densification effectue, on constate que le service voix en deep indoor est disponible sur lensemble de la carte (99 %).
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b. Apres relocalisation
On remarque tout comme en DCS que certaines zones de rsurgence demeurent non rsolues et ce en particulier dans les zones ayant de nombreux btiments. Toutefois, la couverture par metteur tant privilgie, on a du faire un compromis.
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5. ZONE DE RECOUVREMENT
a. Avant relocalisation
En technologie GSM, on ne relve pratiquement aucune zone servie par 4 serveurs. Ci-dessous la carte de zone de recouvrement :
Ici, contrairement au cas du DCS, les zones de recouvrement ne sont pas bien dlimites et on rencontre des endroits avec plus de 4 serveurs. Pour ces derniers, ce nest pas trs important car on est dans des zones peu habites. De plus cette prdiction nest p as trs importante devant celle de la couverture par niveau de champs.
b. Apres relocalisation
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Profil des utilisateurs : Le profil des utilisateurs reste le mme que prcdemment. Ci-dessous un rappel des caractristiques :
Aprs tous ces rglages, on peut passer la gnration des simulations de trafic voix sur toute la zone tudie.
7. ANALYSE DE TRAFIC
Le fait de devoir offrir un service voix avec une rpartition quilibre entre le GSM et le DCS, revient { diviser les densits dabonns par deux pour les rpartir entre les deux technologies. En lanant la simulation, on obtient un tableau dont un extrait est reprsent ci-dessous, lintgralit du tableau tant disponible dans lannexe 3. On constate que les cellules sont plutt bien charges et on a une forte demande de trafic circuit surtout en zone dense urbaine. Cependant la probabilit de blocage reste largement infrieure au 2% requis. Pour toutes ces raisons, on peut affirmer que le rseau est plutt bien dimensionn dans cette phase de densification.
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8. CARTE DE C/I
Comme pour la technologie DCS, il est important dobserver le niveau de C/I ce qui permettra de vrifier la capacit qua un mobile { accder facilement au rseau. A partir de lanalyse de trafic dfinie prcdemment, on tablie la carte de C/I ci-dessous :
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Comme on peut le voir, les zones vertes reprsentent les endroits o le tlphone pourra aisment se connecter au rseau. En noire sont reprsentes les zones o le tlphone aura du mal se connecter avec un niveau C/I infrieur 9dB. Certaines de ces zone se situent dans des endroits difficiles daccs (Lac, forts) mais pour les autres zones, il faudrait soit penser { dployer des micro BTS pour densifier davantage le rseau dans les zones fortement brouilles et peuples soit on considrera que ce rseau nest la quen complment et que si le mobile narrive pas { se connecter en GSM, il le fera en DCS.
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D. TROISIEME PERIODE
I. DIMENSIONNEMENT
1. BILAN DE LIAISON
Comme pour les technologies prcdentes, la zone gographique tant compose de btiments et de monuments, le choix du type des antennes { utiliser sest port sur des antennes directives. En ce qui concerne le mobile pour la technologie UMTS, nous avons choisi, suite notre entretien avec Johan, des mobiles de classe 4. Le calcul du rayon des cellules sera bas sur le bilan de liaison en uplink car cest celui pour lequel on a plus de contrainte (puissances et gains des mobiles limits).
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II.
DEPLOIEMENT
1. ALLOCATION AUTOMATIQUE DES CELLULES
Suite un sondage de la population locale et par soucis de rentabilit, nous avons dcid de dployer du 384 kbps uniquement en dense urbain, du 144 kbps en suburbain et en urbain et du 64 kbps en zone rurale (On a tenu compte du fait quil a un trs faible nombre dabonn data dans la campagne et aux abords des lacs ; les pcheurs du dimanche sont en qutes de tranquillitfaire de la data { 64 kbps est plus que suffisant pour eux). De plus, par soucis dconomie, nous avons fait attention { positionner nos sites UMTS le plus proche possible des sites DCS et GSM existants et les hauteurs de chaque metteur sont de 27 mtres pour rutiliser les sites DCS.
Aprs avoir dfinie les proprits des sites dployer sur les diffrentes zones figure21, on passe la planification automatique des cellules.
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Le nombre de site affect en fonction de la zone est suprieur celui calcul thoriquement voir tableau 11. En effet, on dnombre 5 sites dans la zone rurale, 8 sites en zone urbaine et suburbaine et enfin 7 sites en dense urbain. Cette diffrence nest pas trs importante dans la mesure o cette allocation automatique nous donne juste une premire approximation. Par la suite on va devoir relocaliser, ajouter voir rajouter des sites pour amliorer la couveture par niveau de champs et aprs cette tape, on pourra calculer la diffrence de nombre de site entre le calcule thorique et la pratique.
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a. Avant relocalisation
Ci-dessous la carte de couverture par niveau de champs :
On remarque que toutes les zones habitables bnficient au moins du service outdoor (niveau de champs >-90dBm). Donc lors de la relocalisation on devra faire attention amliorer la couverture indoor en rajoutant des metteurs.
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b. Aprs relocalisation
Nous retrouvons bien les services daylight indoor et outdoor desservis avec des niveaux de champs comparables aux seuils UMTS calculs prcdemment. De ce fait, la couverture en urbain fut densifie, par rapport la prdiction de la couverture par niveau de champs sans relocalisation, et ce afin doffrir un service optimum en zones dense/suburbaines. Les zones rurales sont bien couvertes avec un niveau de champs acceptable de lordre de -94 dBm.
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b. Aprs relocalisation
On remarque tout comme en DCS que certaines zones de rsurgence demeurent non rsolues et ce en particulier dans les zones ayant de nombreux btiments. Toutefois, la couverture par metteur tant privilgie, on a du faire un compromis.
5. ZONE DE RECOUVREMENT
a. Avant relocalisation
En technologie UMTS, on relve plusieurs zones servies par 4 serveurs. Mme si on ne couvre pas des zones fortement habites, on devra minimiser au maximum ces zones. Ci-dessous la carte de zone de recouvrement avec les sites non relocaliss:
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b. Aprs relocalisation
La majorit des secteurs en UMTS est desservie par un seul serveur. Les zones de recouvrement comportent plus de 2 voire mme dans certains cas 3 ou 4 serveurs. Ceci nest pas source de problme car dune part on est dans des zones trs peu habites et dautre part cela introduit la possibilit deffectuer des soft handovers.
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Aprs avoir dfinie les diffrentes proprits des zones de service (Figure 35), on passe au calcule de la zone de service. Nous obtenons la couverture suivante pour un service Voix 12.24kbps (Eb/Nt= 15dB)
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Nous obtenons une couverture totale de la zone pour un debit de 384kbps (Eb/Nt =15dB).
Figure 38 : Zone de service (Eb/Nt) Uplink Mobile Internet Access (MOBILE PHONE)
On saperoit que le dcodage du signal en rception dans les zones de service VOICE est meilleur que pour les zones de service MOBILE INTERNET ACCESS.
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2. Changer les proprits des scrambling code comme on peut le voir ci-dessous :
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3. Une fois toutes ces modifications ralises, laffectation automatique des scrambling codes a t ralise comme on peut le voir ci-dessous :
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Cependant, il est ncessaire au pralable de paramtrer les caractristiques de nos services sur Atoll.
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La suite logique tait un calcul du trafic sur notre rseau UMTS ainsi dimensionn. Nous allons effectuer une simulation par service qui nous donne la proportion dutilisateurs en fonction du service demand et desservi.
Figure 45 : Simulation UMTS sur les taux de connexion (Mobile phone et PDA)
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Il savre quAtoll effectue ses calculs de connexion en plaant les abonns de manire alatoires sur notre zone de dploiement.
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Avec les densits de population des priodes DCS et GSM, on saperoit que le nombre dutilisateurs ne pouvant pas accder { certains services type VOICE et MOBILE INTERNET ACCESS est important. Ceci est d au fait que : 1. Notre rseau est sous-dimensionn et ne peut absorber toute la demande en services 2. Notre densit dabonns est trop leve. Nanmoins, ces deux critres sont troitement lis. De ce fait, nous allons essayer de rsoudre ce problme en nous plaant le plus prs possible de la ralit dun oprateur. Nous allons diminuer de faon cohrente notre densit dabonns tout en densifiant notre rseau en rajoutant des sites UMTS supplmentaires.
Figure 49 : Simulation UMTS sur les taux de connexion avec densit de population modifie (Mobile Phone et PDA)
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Ainsi donc, une fois la densit de population revue { la baisse, le nombre dutilisateurs ayant accd un service a augment et avoisine les 50% pour le service MOBILE INTERNET ACCESS et 100% pour le service VOICE. Cependant, il est vident que le fait de diminuer la densit de population nest pas une dmarche concevable dans la ralit dun oprateur. De ce fait, la solution logique serait la densification du rseau via limplmentation de nouveaux sites.
Nous retrouvons des statistiques de russite de connexion satisfaisantes pour la majorit de nos sites en technologie UMTS, et ce quelques sites prs. Certains de nos sites sont en dessous d'un taux de russite de connexion de 50%. Ces sites se trouvent en zone dense urbaine et cela explique en partie ces chiffres. La solution ce problme passe par une densification plus consquente du rseau.
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Le dernier point qui tait spcifi dans le cahier des charges concernait ltude des fonctionnalits du logiciel Atoll pour le dimensionnement du rseau de desserte (NSS). En raison dun manque de temps, nous navons pu qutudier les fonctionnalits dAtoll pour dimensionner un rseau de collecte en considrant qu un RNC est reli 5 Node B. Pour effectuer cette tude, on a suivi les tapes suivantes :
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1. Aller au niveau de la barre dexplorateur sous longlet Donnes sous le menu Faisceaux hertziens click droit sur Liaisons /Nouveau
2. Dans longlet Gnral, spcifier dans un premier temps le nom de la liaison comme dans lexemple ci-dessous :
Une fois les noms de site et la bande de frquence dfinie 18 GHz prcis, faire Appliquer/OK. Le lien radio est alors tabli. 3. Relever les hauteurs des sites. Dans lexemple qui nous concerne, Gassie 2 a une hauteur 21m de et Triat une hauteur de 25m.
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4. Dans la suite, on va sintresser aux proprits radio de la liaison. Pour ce faire, double cliker sur le lien, la fentre reprsente ci-dessous va alors apparaitre. Faire attention mettre lantenne radio au moins 2m en dessous de lantenne UMTS
5. Il faut galement modifier les proprits gographiques et climatiques qui vont avoir une grande influence sur la qualit de la liaison radio
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La zone tudie se trouvant proximit de la cte ouest atlantique, nous avons affects une zone climatique Tempr maritime . 6. Apres avoir paramtr ces diffrentes donnes, crer plusieurs liaisons radio entre les diffrents sites sur la zone comme on peut le voir ci-dessous :
Pour limiter les cots de liaison, les distances entre Node B et RNC vont tre rduites au maximum, cest pour cette raison que nous avons choisi un RNC de forte capacit qui permet de contrler une centaine de TRx en zone urbaine o les distances intersites sont denviron 500m. Faute de temps suffisant, nous navons pu raliser que deux boucles, comme on peut le voir ci-contre. Cette configuration en boucle nous permettra davoir un rseau plus scuris dans la mesure o en cas rupture dune liaison, les donnes seront rediriges dans une autre direction.
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CONCLUSION
Ce projet technique consistait en ltude de la planification dun rseau cellulaire sur trois priodes diffrentes de la vie dun oprateur entre 1995 et 2010 sur la rgion de Bordeaux. La zone couvrir est un secteur de Bruges situ proximit immdiate du grand lac de Bordeaux. Loutil de planification Atoll nous a permis de dimensionner le rseau de loprateur Bouygues Tlcom qui contrairement aux deux autres oprateurs a choisi dans un premier temps dimplanter la technologie DCS pour dans un premier temps. Ltude sest droule en trois phases. Une premire phase en 1995 avec le dploiement dun rseau DCS1800 qui offrait un service voix deep indoor. Une deuxime phase en 2000 avec la densification du rseau en y intgrant la technologie GSM 900 afin de faire face a laugmentation du nombre dabonn. Et enfin une troisime phase avec le dploiement dun rseau 3G pour offrir de nouveaux services data tel que la visiophonie en plus de la voix. Grce aux diffrentes prdictions ralises on a du apprendre faire diffrents compromis pour avoir un dploiement optimal. La carte denvironnement, nous a permis quant elle gnrer une carte de trafic des communications en fonction de la densit dabonns et des paramtres de la technologie utilise. Cette carte de trafic nous a permis de vrifier pour chaque priode que notre planification permettait dcouler tout le trafic gnr. Ce projet nous a permis de mettre en corrlation les cours enseigns avec une partie des taches effectues par un ingnieur radio en plus du fait quil nous a permis de nous familiariser avec le logiciel ATOLL. Bien sur nous nous sommes limits la simulation, en sabstenant de dtailler dautres aspects tel que lachat de sites ou encore les contraintes sanitaires. Lautre point positif est qua cot de laspect purement technique, ce projet nous a permis de nous imprgner de la notion de projet tant dans laspect gestion de projet que dans le respect des dlais et le travail en quipe. Le dernier point est essentiel dans la mesure o cest le mode de travail dans lequel on sera amen travailler.
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BIBLIOGRAPHIE
Deployment of cellular networks, M. Philippe Mariage Le rseau UMTS Interface radio , Mme. Christelle Garnier Accessoires Radio , M. Henri Happy Le rseau GSM , Mme. Christelle Garnier Atoll Global RF Planning Solution User Manual 2.6.1, Forsk
ANNEXES
Annexe 1 : Tableau des TRx (Cours de M. Mariage)
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