à‰tude de dimensionnement et planification d'un réseau d'accès WCDMA 3G

AVANT-PROPOS

Le travail présenté dans ce rapport a été effectué dans le cadre de la préparation du diplôme d'Ingénieur en Télécommunications à l'Institut Supérieur d'Informatique de Dakar (ISI). Le projet que nous avons mené a pour but d'étudier le dimensionnement et de planifier un réseau d'accès WCDMA 3G. L'objectif principal étant de trouver la configuration du réseau d'accès de point de vue nombre d'équipements (Node B) et d'identifier la configuration de ces derniers.

SO M M A I R E

INTRODUCTION GENERALE 11

Organisation du rapport .11

CHAPITRE 1 : LES PRINCIPAUX CONCEPTS EN RESEAUX RADIOMOBILES 3G....12

I.1.Présentation de la norme UMTS ..12

I.2. Les caractéristiques d'un système 3G .13

I.2.1. La principale différence entre l'UMTS et le GSM au niveau interface radio ..14

I.3. Spectre des fréquences 15

I.3.1. Méthodes de duplexage 15

I.3.1.1. Techniques d'accès multiples 17

I.3.1.1.1. Le mode d'accès CDMA 17

I.3.1.2. Les codes d'étalement utilisés en UTRA ..18

I.3.1.3. Techniques d'accès W-CDMA (Wideband CDMA) 19

I.3.1.4. Les caractéristiques du canal de propagation 21

I.3.1.5. Techniques utilisées en CDMA pour pallier les dégradations du signal 22

I.3.1.5.1 Respiration des cellules 25

I.4. L'architecture et la structure des réseaux UMTS 26

I.4.1. Domaine de l'équipmement usager (UE) 26

I.4.1.1. L'équipement mobile (ME) 27

I.4.1.2. Universal Subscriber Identity Module (USIM) 28

I.4.2. Domaine de l'infrastructure 29

I.4.2.1. Domaine du réseau d'accès radio (UTRAN) 29

I.4.2.1.1. Classification des terminaux UMTS en fonction de leur capacité radio 30

I.4.2.1.2. Les interfaces radio 31

I.4.2.1.3. Sous-système du réseau radio (RNS) 32

I.4.2.2. Domaine du réseau coeir (CN) .34

I.4.2.2.1. Caractéristiques du réseau coeur UMTS 34

I.4.2.2.2. Domaines à commutation de circuits et à commutation de paquets 34

I.5. Les services UMTS ..35

I.5.1. Qualité de services en UMTS (QoS) .36

I.5.2. Les protocoles radio ...36

I.5.2.1. Typologies et description des canaux ..36

I.5.2.1.1. Les canaux logiques logiques . .37

I.5.2.1.2. Les canaux physiques .37

I.5.1.3. Les canaux de transport .38

I.6. Gestion des appels et de la mobilité 39

I.6.1. Partage de la gestion des zones de localisation entre le CN et l'UTRAN 40

I.6.1.1. Les zones de localisation . 40

I.6.1.2. L'établissement d'un appel . 41

I.6.1.2.1. Processus de Handover (HO) ..42

CHAPITRE II : DIMENSIONNEMENT ET PLANIFICATION D'UN RESEAU D'ACCES .45

II.1. Rappels sur les modèles de files d'attente .45

II.1.2. Spécificités des systèmes CDMA 46

II.1.2.1. Analyses de la liaison descendante	46
II.1.2.2. Analyses de la liaison montante	. 47
II.2. Dimensionnement dans les systèmes W-CDMA	. 47
II.2.1. analyse des entrées et hypothèses de design	. 48
II.2.2. Paramètres de l'équipement utilisateur	49
II.2.2.1. Paramètres de la Node B	....49
II.2.2.1.1. Facteur d'activité et gain Dtx	...50
II.2.2.1.2. Utilisateurs simultanés et canaux	50
II.2.2.2. Utilisation des modèles de canux	50
II.2.2.2.1. Les porteurs radio ou radio bearers (RB)	....51
II.3. Etude du bilan de liaison	.51
II.3.1. Paramètres du bilan de liaison	51
II.3.2. Dimensionnement du sens Uplink	54
II.3.2.1.La couverture en Uplink	.54
II.3.2.2. Estimation du rayon et de la zone de couverture de la cellule	57
II.3.3. Capacité W-CDMA	59
II.3.3.1. Les paramètres de la capacité W-CDMA	..62
II.4. Dimensionnement du RNC	63
II.4.1. Dimensionnement du sens Downlink	64
CHAPITRE III : APPLICATION SUR UN CAS REEL (ZONE DE DAKAR)	..65
III.1. Cahier de charges	..65
III.1.1. Nombres d'utilisateurs	66
III.1.2. Données géographiques	.66
III.1.2.1. Les points nominaux des sites candidats	67
III.2. Estimation du nombre de sites	..67
III.2.1. Le nombre de sites requis pour assurer la capacité	67
III.2.2. Le nombre de sites requis pour la couverture	69
III.2.2.1. Uplink limité par la couverture et par la capacité ?	70
III.3. La planification du réseau d'accès UMTS	70
III.3.1. Processus de planification	71
III.3.1.1. Outil de planification (Atoll)	72
III.3.2. Phase de planificiation	73
III.3.2.1. sélection des sites candidats (roaming 3G, 2G) et positionnement	73
III.3.2.2. Paramètres des sites	74
III.3.3. Création de la carte de trafic	75
III.3.4. Propriétés des antennes	76
III.3.4.1. Définition des services, des utilisateurs et des équipements	77
III.3.5. La phase poste planification	78
III.3.5.1. Lancement du simulateur	. .78
III.3.5.2. Interprétation des résultats	. 79
III.3.5.3. zone d'interférences	79

CONCLUSION GENERALE 81

BIBLIOGRAPHIE .82

ABREVIATIONS 83

ANNEXES .85