DEDICACES
AU SEIGNEUR JESUS CHRIST
Source de mon inspiration ;
A MES PARENTS Mr et Mme KAMDEM
En reconnaissance de tous les efforts consentis à
mon endroit depuis mon existence
A MES SOEURS Julie, Joviane, Ritha,
Sandrine et Christine
A Mon Amie PESSIDJO
Larissa
REMERCIEMENTS
Je rends grâce à Dieu pour la
vie dont il me fait don.
Je remercie le Pr. AWONO ONANA Directeur De
l'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique de Yaoundé,
Président de mon jury ;
Merci aux Dr. ONDOUA Edouard et Dr.
Olivier VIDEME, enseignants au département des Génies
électriques et des télécommunications, qui ont
accepté d'être Membre de mon jury ;
Ma vive gratitude Pr. TONYE Emmanuel, qui a
encadré ce travail académiquement, avec beaucoup de
dévotions;
J'adresse mes profonds remerciements à la
société Orange Cameroun-SA qui a daigné
m'accueillir pour mon stage académique.
Je remercie Mr Raoul TCHAKOUNTE Chef du
Département de la Radio et Mme Clémence NGO BIBOUM
MAPOUTH Chef Service Radio Littoral/Ouest pour les actions qu'ils ont
menées dans la mesure de me dresser un environnement de travail de
choix.
Je tiens particulièrement à dire merci aux
Ingénieurs Yves NYEMB, Mathurin OMBANG, Serge MOUGNANOU
AMBADIANG, André Fulbert MBUHNUM YOKO
et Anicet KEMAYOU ainsi qu'aux techniciens
Charly AMADIANG, Vincent MASSOGUE, Gérard HIOM
et Christian MEKOUNDI pour la pertinence de leurs
remarques et la profondeur de leurs conseils.
J'adresse de sincère remerciement :
A
tout le personnel enseignant de l'Ecole Nationale supérieure
Polytechnique de Yaoundé
A tout le personnel de la direction
technique d'Orange Cameroun S.A.
A
M. FOGANG Francis, étudiant à
l'ASTI ;
A toute la Famille TCHOMBE pour leur
présence et actions durant toute ma formation ;
A toute la Famille TAMEU pour son
assistance multiforme pendant toute cette longue et éprouvante
période de stage ;
A tous les membres de ma famille et à mes
Amis ;
A tous ceux dont j'ai omis de citer les noms, qui ont
remarquablement contribué à la réalisation de ce
projet.
GLOSSAIRE
AUC : AUthentication Center.
Centre d'authentification (lié à un HLR) utilisé dans les
réseaux GSM
|
BCCH : Broadcast Control
CHannel. Canal logique sur lequel sont diffusées
périodiquement des informations système variant peu dans le
temps.
|
BSC : Base Station Controller.
Station qui contrôle les communications d'un groupe de cellules dans un
réseau de communications GSM. Elle concentre le trafic de plusieurs
BTS.
|
BSIC : Base Station
Identification Code. Code de couleur permettant de distinguer
deux BTS utilisant la même fréquence de voie balise.
|
BSS: Base station Sub System. Sous
système radio composé d'un BSC et d'une BTS
|
BSSMAP : BSS Management Application
Part. Ce protocole régit le dialogue BSC-MSC pour tous les messages
ayant trait à la gestion de la ressource radio.
|
BTS : Base Transceiver Station.
Station de base d'un réseau GSM. Elle permet notamment d'émettre
et de recevoir un signal radio.
|
BTSM : BTS Management. Entité de
niveau réseau permettant l'échange, entre la BTS et le BSC, des
messages de gestion de la BTS.
|
Burst : Elément du signal
transmis par un équipement à l'intérieur d'un slot TDMA
|
CAA : Commutateur à Autonomie
d'Acheminement
CTI : Centre de Transit International
|
Cellule : Ensemble des points où
le mobile peut dialoguer avec une station de base donnée avec une
qualité suffisante.
|
CI : Cell Identity.
Identité de cellule diffusée par la BTS sur le BCCH.
|
CIC : Identification du circuit MIC/IT
utilisé sur l'interface A
|
DCS 1800 : Digital Cellular System
1800. Système reposant sur la norme GSM transposée dans la bande
de fréquence 1800 MHz, adaptée aux réseaux
micro-cellulaires.
|
DTAP : Direct transfert Application
part. protocole qui régit les échanges de message MS-MSC
transitant par le BSC.
|
EDGE : Enhance Data for GSM
Evolution est une évolution de la norme GSM hiérarchiquement
supérieure au GPRS.
|
EIR Equipement Identity Register. Identifiant
destiné à permettre de désactiver un
téléphone (GSM) qui aurait été volé
|
GPRS : General Packet Radio
Service, transporte les paquets de données sur un réseau
GSM
|
GSM : Global System for Mobile
communication (Norme européenne de téléphonie
mobile)
|
Handover : Mécanisme grâce
auquel un mobile peut transférer sa signalisation d'une station de base
vers une autre, ou sur la même station, d'un canal radio vers un
autre.
|
HLR : Home Location Register.
Base de données centrale d'un réseau GSM contenant toutes les
informations relatives aux abonnés du réseau (profil, position
actuelle, ...)
|
IMEI : International Mobile
Equipment Identity. Identité internationale spécifique d'un
terminal
|
IMSI : International Mobile
Subscriber Identity, Identité internationale d'un abonné
inscrite dans la carte SIM et conforme au plan E212.
|
ISDN: Integrated Services Digital Network.
Désigne le réseau téléphonique numérique
RNIS
|
IT : Intervalle de Temps
|
LAC : Location Area Code. Code
d'une zone de localisation au sein d'un réseau donné
|
LAI : Location Area
Identification. Identification d'une zone de localisation dans le
monde.
|
LAPD: Link Access Protocol on the D
channel. Protocole de liaison de données utilisé dans le
RNIS.
|
LAPDm: Link Access Protocol on the Dm
channel. Protocole de liaison de données utilise sur les canaux
radio de signalisation et les canaux de contrôle associés.
|
MAP : Mobile Application Part
(protocole de gestion de la mobilité)
|
MIC : Modulation par Impulsions et
Codage
|
MS : Mobile Station. Terminal
GSM muni d'une carte SIM et susceptible de fonctionner sur un réseau
|
MSC : Mobile-services Switching
Centre.Centre de commutation pour mobile. Cet équipement
réalise la commutation des appels d'une ou plusieurs cellules.
|
MSISDN: Mobile station ISDN Number.
Numéro international d'un abonné mobile conforme au plan E164 de
l'IUT et connu de l'usager.
|
MSRN: Mobile station Roaming Number.
Numéro E164 alloué temporairement, permettant par un appel
téléphonique ordinaire de réaliser l'acheminement vers le
MSC où se trouve l'abonné mobile demandé.
|
MTP : Message Transfert Part.
Ensemble des protocoles des 3 couches basses du SS7 permettant de disposer d'un
réseau téléphonique national dédié à
la signalisation.
|
NSS : Network sub-System.
Sous-système d'un réseau de téléphonie mobile.
C'est la partie principale qui prend en charge la commutation des appels, la
signalisation et l'identification.
|
OMC : Operation and Maintenance
Centre. Centre d'administration, en général associé
à un sous-système particulier
|
OSI : Open System Interconnection
|
PLMN: Public Land Mobile
Network. Réseau GSM géré par un opérateur.
|
PSTN: Public Switched Telephone
Network. Voir RTCP
|
QoS : Quality of Service
|
RNIS : Réseau Numérique
à Intégration de Service.
|
RR' : Entité de niveau
réseau de gestion de la ressource radio présente dans la BTS.
RxLevAccessMin : Niveau minimum
autorisé par la BTS pour que le mobile puisse s'accroché à
elle et entrer en communication avec celle-ci.
|
RTCP : Réseau
Téléphonique Commuté Public. Terme technique
désignant le réseau téléphonique fixe
|
RxLev : Received Signal Level.
Mesure du niveau de champ reçu sur un canal, effectuée par un
mobile et codée sur 6 bits par pas de 1 dB.
|
RxQual : Received Signal
Quality. Mesure d'1/2 seconde de la qualité du signal reçu
par estimation du taux d'erreur binaire (BER)
|
SCCP: Signalling Connection Control
Part. Protocole SS7 gérant l'interconnexion des réseaux
sémaphores et offrant un service avec ou sans connexion
|
SDCCH: Stand Alone Dedicated Control
Channel. Canal de signalisation dédié; pendant une
durée limitée; à un mobile.
|
SFH: Slow Frequency Hopping. Saut de
fréquence lent. Processus par lequel l'émetteur et le
récepteur changent de fréquence à chaque nouvelle trame
TDMA.
|
SIM : Subscriber Identification
Module. Carte s'insérant dans un terminal GSM et contenant toutes
les informations d'abonnement.
|
SMS : Short Message Service.
Service bidirectionnel de messages courts
|
SS7 : Signalisation sémaphore
n°7. Système de signalisation normalisé par l'UIT
où une voie particulière est utilisée pour transporter la
signalisation se rapportant à un ensemble de circuits ou
indépendante de tout circuit.
|
TDMA : Time Division Multiple
Access, Accès Multiple à Répartition dans le Temps
|
Trafic : Mesure de l'occupation des
canaux d'un élément du réseau (en Erlang)
|
TRAU : Transcoder/Rate Adaptor
Unit. Equipement, souvent physiquement présent près du MSC
mais fonctionnellement intégré au BSC, qui réalise la
conversion 13 Kbit/s 64 Kbit/s.
|
TRX : Matériel
d'émission-réception permettant de gérer une paire de
fréquences GSM.
|
UIT : Union Internationale des
Télécommunications
|
VLR : Visitor location
Register. Registre local d'une zone comprenant plusieurs cellules d'un
réseau GSM. Ce registre contient l'identité des utilisateurs
présents dans cette zone.
|
Voie balise : Canal utilisé par
le système pour diffuser des informations permettant au mobile
d'acquérir les paramètres système (synchronisation,
fréquence, emplacement des canaux, localisation, ...)
|
RESUME / ABSTRACT
L'optimisation est un concept d'analyse fondamental à
laquelle les exploitants des réseaux de télécommunication
accordent un intérêt particulier. Elle assure et garantit, en
dépit des moyens requis à cette cause, la rentabilité des
services proposés aux abonnés, qui ne lésinent sur aucun
critère de qualité avéré et satisfaisant.
La détection et l'analyse des incidents sur l'interface
radio se font aux moyens de l'étude des indicateurs, laquelle
débouche sur la recherche des alerteurs et la déduction des
cellules impactées. Des outils et algorithmes appropriés, sont
développés à cette fin par les équipementiers et
mis à la disposition des ingénieurs Radio afin de guider leurs
actions d'optimisation sur les cellules dont les indicateurs de performance
seraient dégradés.
Notre travail consiste à mettre sur pied un
environnement qui reproduise en partie, certaines fonctionnalités des
outils sus mentionnés, notamment le calcul des indicateurs et la
déclaration des alertes sur le réseau, en vu de
générer des rapports d'état QoS (Quality
of Service) hebdomadaire, exploitables par la
hiérarchie. En outre, cette plateforme permet le partage en ligne, des
fichiers de mesure Radio effectuée sur des parcours spécifiques
et leur archivage facilite le suivi du taux de couverture et de la
qualité des liens de communication de l'interface Radio.
Optimisation is a fundamental method of analysis of great
interest to telecommunications network operators. In spite of the means it
requires, optimisation assures and guarantees the profitability of services
provided to subscribers, who have very strict demands with regards to the
quality and satisfaction of services.
The detection and analysis of incidents on radio interface is
done through the study of indicators, leading to the search of alarm signals
and the deduction of impacted cells. Appropriate tools and algorithms are being
developed for this purpose by equipment manufacturers, who put them at the
disposal of radio engineers. This helps them in their optimisation tasks on
cells whose performance indicators may be damaged.
Our work will therefore consist in setting up an environment
which will partially reproduce some features of the above mentioned tools, in
particular calculating indicators and giving alerts on the network in order to
produce weekly status reports on the Quality of
Service (QoS). These reports will be used by hierarchy.
Moreover, this platform will enable the online sharing of files relating to
radio operations carried out on specific sites. Their archiving will ease the
monitoring of the coverage rate as well as the quality of communication links
of the Radio interface.
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Architecture du GSM
[1]
16
Figure 2 : Interfaces du Réseau
GSM
20
Figure 3: Exemple de motif cellulaire (k
=12)
23
Figure
4: Les bandes fréquentielles du GSM [6]
24
Figure 5: Ecart adjacent - Ecart duplex
[2]
25
Figure 6: Description d'un time slot
[2]
25
Figure 7 : Présentation de la
structure hiérarchique des multitrames [5]
26
Figure 8 : Le canal physique pour une
transmission duplex
27
Figure 9 : Le partage fréquentiel
duplex
27
Figure 10 : L'importance du Timing Advance
28
Figure 11 : La transmission d'une trame de
parole sur 8 trames TDMA
29
Figure 12 : Les canaux logiques
dédiés [5]
30
Figure 13 : Les canaux de contrôle
diffusés BCCH [2]
32
Figure 14: Les canaux de contrôle communs
[2]
33
Figure 15 : Présentation des piles
de protocoles sur les différentes interfaces [7]
34
Figure 16 : Les différentes
interfaces avec leurs débits respectifs [7]
37
Figure 17 : allocation des canaux de
signalisation SDCCH
41
Figure 18 : allocation des canaux de
trafic TCH
42
Figure 19: Logiciel RNO
46
Figure 20 : Exemple de parcours de mesure
dans la ville de Douala [3]
48
Figure
21: fichier de compteurs bruts
51
Figure 22 : méthode de
dépassement de seuil
55
Figure 23 : illustration d'une forte
variation d'indicateur
56
Figure 24 : occurrence de
dépassement
57
Figure 25 : méthode des 7 jours
59
Figure 26 : architecture fonctionnelle de
l'état QoS
66
Figure 27 : lot principal
67
Figure 28 : assistant de planification
67
Figure 29 : architecture fonctionnelle des
mesures Radio
68
Figure 30 : conception de la base de
données des mesures Radio
69
Figure 31 : Architecture structurelle de
la plateforme
72
Figure 32 : menu principal
73
Figure 34 : insertion de nouvelle
cellule
74
Figure
33 : déclaration de nouvelles cellules profil tech (à
gauche) et profil admin (à droite)
74
Figure 35 : détection des points
noirs
75
Figure 36 : suivi de l'évolution
des indicateurs sur une région
76
Figure 37 : insertion d'une action
d'optimisation
77
Figure 38 : tableau de bord GSM pour un
profil admin
78
Figure 39 : page des commentaires
78
Figure 40 : tableau de bord GSM pour un
profil tech
79
Figure 41 : tableau des valeurs
d'indicateurs GPRS
79
Figure 42 : tracé d'un indicateur
GPRS sur plusieurs régions
80
Figure 43 : aperçu des valeurs de
l'indicateur sur les régions
81
Figure 44 : aperçu des courbes de
l'indicateur sur les régions
81
Figure 45 : production du fichier Excel de
rapport d'état QoS
82
Figure 46 : Historique des actions
82
Figure 47 : compte utilisateur profil tech
(à gauche) et profil admin (à droite)
83
Figure 48 : sous-menu ajouter/rechercher
projet profil admin (à gauche) et profil tech (à droite)
84
Figure 49 : ajout de projet avec
prévisualisation
85
Figure 50 : rechercher projet
85
Figure 51 : projet de mesure sur
Bagangté le 02/06/2009
86
Figure 52 : problèmes et actions
proposées sur Bagangté
86
Figure 53 : suivi de l'état de
couverture de Bagangté
87
Figure 54 : commentaire sur la mise
à jour
88
Figure 55 : insertion de valeurs
d'échantillons
88
Figure 56 : représentation
statistique du nombre d'échantillons
89
Figure 57 : évolution des
échantillons de mesure_data_Abiete
90
Figure 58 : organisation du serveur de
mesure
90
Figure 59 : suppression des projets de
mesure
91
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Interfaces dans un
système GSM.[2]
21
Tableau 2 : Tableau récapitulatif des
niveaux de champs
38
Tableau 3: Tableau récapitulatif de
niveau de qualité
39
Tableau 4 : Correspondance entre le niveau
de qualité RxQual et le taux d'erreur binaire
39
Tableau 5: Symptômes des problèmes
de qualité [3]
44
Tableau 6: Symptômes des problèmes
de couverture [3]
44
Tableau 7: Symptômes des
problèmes de trafic [3]
44
Tableau 8 : indicateurs clés de
performance
47
Tableau 9 : Profil admin alloué aux
ingénieurs
71
Tableau 10 : Profil admin alloué
aux techniciens
72
LISTE DES ALGORITHMES
Algorithme 1 : remplissage des tables de
compteurs hebdomadaire et mensuel par localisation
53
Algorithme 2 : méthode de
dépassement de seuil
55
Algorithme 3 : méthode de forte
variation dans le temps
56
Algorithme 4 : dépassement de seuil
dans le temps
58
Algorithme 5 : méthodes des 7
jours
59
Algorithme 6 : organigramme d'analyse des
plaintes clients
94
SOMMAIRE
DEDICACES
1
REMERCIEMENTS
2
GLOSSAIRE
3
RESUME /
ABSTRACT
5
LISTE
DES FIGURES
6
LISTE
DES TABLEAUX
7
LISTE
DES ALGORITHMES
7
SOMMAIRE
8
INTRODUCTION GENERALE
11
Chapitre
1 :
CONTEXTE ET PROBLÉMATIQUE
14
1. Norme GSM [5]
15
1.1 Architecture du réseau GSM
15
1.1.1 Le
sous-système Radio (BSS)
17
1.1.2 Sous-système
Réseau (NSS)
18
1.1.3 Sous-système
d'exploitation et de maintenance (OMC)
20
1.2 Présentation des interfaces
20
1.3 Le concept cellulaire
22
1.3.1 Le modèle
cellulaire hexagonal classique
22
1.3.2 Aspects pratiques de
la planification cellulaire
23
1.4 Caractéristiques de l'interface
Radio[5]
24
1.4.1 Partage des
ressources radio
24
1.4.2 Le duplexage
27
1.4.3 La transmission sur
l'interface radio : cas de la parole
29
1.4.4 Les canaux de
l'interface Radio [4]
29
1.5 Piles de protocole GSM
[7]
34
1.6 Performance de l'interface radio
37
1.6.1 Niveau du champ
reçu RxLev [5]
38
1.6.2 Qualité du
signal RxQual [4]
39
2. Sous-système Radio
39
2.1 Orange Cameroun S.A :
département Radio
39
2.2 Sous-système Radio : du
point de vue technique
40
2.2.1 Procédures
GSM : Call Setup
40
2.2.2 Notions de compteurs
et d'indicateurs de performance KPI (Key Performance
Indicator)
43
3. Problématique
44
Chapitre
2 :
METHODOLOGIE ET CONCEPTION
45
1. Optimisation de l'interface Radio
46
1.1 Outil d'optimisation : RNO(Radio
Network Optimisation)
46
1.2 Algorithme d'optimisation
47
1.3 Les mesures Radio mobiles
48
2. Modélisation de la plateforme
49
2.1 Etats QoS GSM/GPRS
49
2.1.1 Module de
téléchargement des compteurs bruts
49
2.1.2 Module de
traitement
51
2.1.3 Chargement dans la
base de données et agrégation des compteurs :
52
2.1.4 Calcul des
indicateurs
53
2.1.5 Déclaration
des alertes
54
2.1.6
Génération automatique du fichier de reporting
hebdomadaire.
60
2.2 Mesures Radio
61
2.2.1 Archivage des mesures
Radio
61
2.2.2 Enregistrement des
échantillons des projets de mesure
62
2.2.3 Suivi de
l'état de couverture ou de la qualité d'un site
62
3. Conception de la plateforme
63
3.1 Outils informatiques
63
3.1.1 Active Perl
63
3.1.2 SQL Server 2000
64
3.1.3 Microsoft Excel: VBA
(Visual Basic for Application)
64
3.1.4 Macromédia
65
3.2 Architecture fonctionnelle de la
plateforme
66
3.2.1 Architecture de
d'établissement de l'état QoS
66
3.2.2 Architecture des
mesures Radio
68
Chapitre
3 :
RESULTATS ET COMMENTAIRES
70
1. Profil utilisateur
71
1.1 Profil Ingénieur
71
1.2 Profil technicien
72
2. Présentation de l'interface
Web
73
2.1 Etats QoS
73
2.1.1 Déclaration
des nouvelles cellules
73
2.1.2 Détection des
points noirs GSM
75
2.1.3 Tableau de bord
77
2.1.4 Evaluation des Key
Performance Indicators KPIs
80
2.1.5 Historique
82
2.1.6 Comptes
utilisateurs
83
2.2 Mesures radio
83
2.2.1 Ajout/recherche de
projet de mesures
84
2.2.2 Evolution des
échantillons de mesure
89
2.2.3 Aspect du serveur de
mesure
90
2.2.4 Gestion des projets
de mesures
91
CONCLUSION GENERALE
92
BIBLIOGRAHIE
ET WEBOGRAPHIE
93
ANNEXES
94
L
'impression de ne pouvoir se priver aujourd'hui d'un
téléphone mobile est d'autant plus avérée que
l'intégration du GSM (Global System for Mobile
Communications) dans les activités courantes s'est accompagnée
d'un nombre impressionnant de nouveaux services dont les vertus seraient
à tort comparables à ceux de la téléphonie fixe.
Modulé par l'ascension fulgurante de la micro voire nanotechnologie, le
GSM s'est arrogé le prestige de captiver l'attention d'exploitants
désirant se tailler une part du marché dans ce contexte
s'annonçant imminamment « fructueux
financièrement ». Pour cette cause, le groupe
Orange en général, par sa filiale Orange
Cameroun S.A en particulier, n'a pas été en reste dans
cette course acharnée vers un gain certain, pouvant incessamment
échapper à tout contrôle. Les manifestations de cet
engouement insatiable se sont traduites par un déploiement massif de
sites dans le but d'assurer une couverture maximale sur l'ensemble du
territoire et de garantir une satisfaction sans conteste auprès des
abonnés.
Cependant, les encombres techniques ne se sont pas faits
longtemps attendre au vu du nombre sans cesse croissant d'abonnés - qui
atteint actuellement la barre des 3millions - affichant un vif
intérêt aux multiples services proposés. Désormais,
le taux de pénétration de cet investissement dans la couche de la
population dépendra du niveau de compétence mis en jeu dans la
mesure de délivrer une QoS (Quality of Service)
satisfaisante laquelle faisant intervenir l'art de l'optimisation.
Pour Orange Cameroun S.A, l'organisation en
département, a permis de fractionner les différents
problèmes en plusieurs parts, solvables dans chacune de ses
entités. Le département Radio en ce qui le concerne, doit
garantir le déroulement d'une communication de bout en bout sans coupure
impromptue sur le canal radio soit, de permettre des accès sans faille
au réseau. Nombre d'outils et méthodes d'optimisation,
développés par les équipementiers du réseau d'une
part et en interne d'autre part, sont à cet effet mis à la
disposition des ingénieurs Radio en vue de produire un environnement de
travail adéquat à la détection et à la
résolution des incidents pouvant éventuellement survenir sur le
réseau d'accès. Néanmoins, les limites temporelles
acceptables de traitement des données traduisant l'état du
réseau sont rapidement atteintes du fait de leur volume important,
lié aux 2104 cellules actuellement en service sur
l'étendue du territoire. Par ailleurs, la résolution de certains
problèmes peut nécessiter de recourir aux mesures Radio sur la
zone impactée et le rendu de ces informations au service optimisation
devrait au mieux se faire au moyen d'une plateforme partagée.
D'où la tache qui nous a été
confiée, celle de développer une plateforme de reporting
automatique des résultats de mesures radio et des états
Quality of Service (GSM/GPRS), de prédiction de couverture et
de C/I, dans l'optique de produire cet espace de travail. La
méthode de conception de cet outil fait essentiellement intervenir les
notions de KPIs (Key Perfomance Indicators) et de mesures Radio, lesquelles
découlent de la norme GSM qui sera explicitée dans la partie
contexte et problématique. Ensuite, l'acquisition de la
méthodologie répondant aux exigences de la problématique,
dans le chapitre qui suivra, permettra de mieux cerner les contours de la
conception d'où l'on déduira en fin de compte les
résultats escomptés
.
|
Chapitre
1 :
CONTEXTE ET PROBLÉMATIQUE
|
|
Partie 1 : La norme GSM
Partie 2 : Le Sous-système Radio
Partie 3 : La problématique
|
Le GSM, (Global System for Mobile communications), est un
système cellulaire et numérique de
télécommunication mobile. Il a été rapidement
accepté et a vite gagné des parts de marché telles
qu'aujourd'hui plusieurs pays ont adopté cette norme et plus de 3
milliards d'utilisateurs sont équipés d'une solution GSM.
L'utilisation du numérique pour transmettre les données
permettent des services élaborés, par rapport à tout ce
qui a existé. On peut citer, par exemple, la possibilité de
téléphoner depuis n'importe quel réseau GSM dans le monde.
Les services avancés et l'architecture du GSM ont fait de lui un
modèle pour la troisième génération de
systèmes cellulaires, le réseau UMTS ce en passant par le GPRS
(General Packet Radio Service).
En Europe et en Afrique le standard GSM utilise les bandes de
fréquences 900 MHz et 1800 MHz. Aux Etats-Unis par contre, la bande de
fréquence utilisée est la bande 1900 MHz. Ainsi, on qualifie de
tri-bande (parfois noté tribande), les
téléphones portables pouvant fonctionner en Europe et aux
Etats-Unis et de bi-bande ceux fonctionnant uniquement en
Europe. La norme GSM autorise un débit maximal de 9,6
kbps, ce qui permet de transmettre la voix ainsi que des
données numériques de faible volume, par exemple des messages
textes SMS, pour Short Message
Service ou des messages multimédias MMS,
pour Multimedia Message Service plus favorables
en GPRS.
1. Norme GSM [1]
1.1 Architecture du
réseau GSM
Comme tout système de radiotéléphonie, le
GSM, Global System for Mobile
Communications, doit :
· Offrir un vaste éventail de service de
télécommunications compatibles avec ceux des réseaux
fixes ;
· Offrir des services spécifiques compatibles
à la mobilité des usagers,
· Assurer la compatibilité d'accès à
n'importe quel utilisateur dans n'importe quel pays exploitant le
système GSM ;
· Assurer la localisation automatique des mobiles sous la
couverture globale de l'ensemble des réseaux ;
· Permettre une grande variété de terminaux
mobiles ;
· Obtenir une bonne efficacité spectrale ;
· Obtenir des coûts permettant d `assurer le
succès du service.
L'architecture d'un réseau GSM se subdivise en trois
sous-systèmes:
· Le sous-système radio BSS,
Base Station Sub-System, qui assure les
transmissions radioélectriques et gère la ressource radio.
· Le sous-système réseau
NSS, Network Sub-System, réalise
les fonctions d'établissements des appels et de la mobilité.
· Le sous-système d'exploitation et de
maintenance OSS, Operation Sub-System,
qui permet à l'exploitant d'administrer son réseau.
Le schéma ci-contre illustre la disposition de chacun
de ces éléments sur l'architecture ci-contre.
BSS: Base Station Sub system
NSS: Network Sub system
OMC: Operation and Maintenance Center
Figure 1 :
Architecture du GSM [1]
1.1.1 Le sous-système Radio (BSS)
Il assure les transmissions radioélectriques et
gère la ressource radio. Il est constitué de :
· Stations mobiles MS, Mobile
Station, permettant aux abonnés d'accéder aux
services de télécommunication.
· Stations de bases BTS, Base
Transceiver Station, assurant le lien radioélectrique
avec les MS.
· Contrôleurs de stations de bases
BSC, Base Station Controller qui
gèrent les BTS et assurent la fonction de concentration du trafic.
· Transcodeurs 13-64 Kbits/s
TRAU pour adapter le codage de la voix sur l'interface radio
13 Kbits/s aux circuits de parole 64 Kbits/s
du réseau fixe.
· Station de base ou
BTS
Une station de base BTS, Base
Transceiver Station, assure la couverture
radioélectrique d'une cellule (unité de base pour la couverture
radio d'un territoire) du réseau. Elle fournit un point d'entrée
dans le réseau aux abonnés présents dans sa cellule pour
recevoir ou transmettre des appels. Une station de base gère
simultanément huit communications grâce au multiplexage TDMA,
Time Division Multiple Access,
utilisé. Une station de base est essentiellement un ensemble
émetteur/récepteur, lui-même élément de la
chaîne de communication.
· Contrôleur de
station de base ou BSC
Un contrôleur de station de base BSC,
Base Station Controller, gère un
ou plusieurs stations et remplit différentes missions tant au
niveau de la communication que de l'exploitation.
Pour les fonctions des communications des signaux en
provenance des stations de base, le BSC agit comme un
concentrateur
puisqu'il transfère les communications provenant des différentes
stations de base vers une sortie unique. Dans l'autre sens, le contrôleur
commute les données en les dirigeants vers la bonne station de base.
Dans le même temps, le BSC remplit le rôle de
relais pour les différents signaux d'alarme destinés au centre
d'exploitation et de maintenance. Il alimente aussi la base de données
des stations de base. Enfin, une dernière fonctionnalité
importante est la gestion des ressources radio pour la zone couverte par les
différentes stations de base qui y sont connectées. En effet, le
contrôleur gère les transferts inter-cellulaires des utilisateurs
dans sa zone de couverture, c'est-à-dire quand une station mobile passe
d'une cellule vers une autre. Il doit alors communiquer avec la station de base
qui va prendre en charge l'abonné et lui communiquer les informations
nécessaires tout en avertissant la base de données locale
VLR,
Visitor Location Register de la nouvelle
localisation de l'abonné.
1.1.2 Sous-système Réseau (NSS)
Avant l'établissement d'une communication vers le
mobile demandé, il faut déterminer le routage à effectuer.
Le sous système réseau regroupe toutes les fonctions de routage
et de communication. Il est constitué:
v du MSC, Mobile
Switching Centre,
qui assure l'interfonctionnement du système cellulaire avec le
RTCP Réseau de
Télécommunication Commuté
Public.
v de l'enregistreur de localisation d'accueil associé
VLR, Visitor Location Register,
qui mémorise les informations dynamiques relatives aux abonnés
présents dans la zone géographique considérée.
v de l'enregistreur de localisation nominal
HLR, Home Location Register, qui
contient les données de référence propres à chaque
abonné.
v du Centre d'authentification AUC,
AUthentication Centre, qui génère et
stocke les paramètres d'authentification pour l'identification de
l'abonné.
v de l'enregistreur des identités des
équipements EIR, Equipement Identity
Register, qui contient les identités des terminaux
IMEI, International Mobile Equipement
Identity. Ce module n'existe que pour certains
opérateurs.
· Commutateur
« MSC »
Le commutateur MSC, Mobile
Switching Centre, assure l'interconnexion du réseau
mobile avec le réseau téléphonique public. Il prend en
compte les spécificités introduites par la mobilité, le
transfert intercellulaire, la gestion des abonnés visiteurs. Le
commutateur est un noeud important du réseau, il donne accès vers
les bases de données du réseau et vers le centre
d'authentification qui vérifie les droits des abonnés.
· GMSC :
Gateway Mobile-services-Switching
Centre
Si un réseau (RTCP par exemple), doit router un appel
vers un abonné mobile sans pouvoir interroger le HLR concerné,
l'appel est routé vers un MSC. Ce MSC interrogera le HLR concerné
et routera ensuite l'appel vers le MSC sous lequel le mobile est
localisé (il peut s'agir du même MSC). Un MSC qui reçoit un
appel d'un autre réseau et qui assure le routage de cet appel vers la
position de localisation d'un mobile est appelé Gateway MSC (GMSC). Il
s'agit en quelque sorte de la « porte d'entrée »
dans le réseau GSM.
· MSC
visité
Un MSC est dit visité pour un mobile, lorsque le mobile
est localise sous la zone de couverture de ce MSC. Un VMSC est également
GMSC lors d'appels d'un autre réseau (RTCP par exemple), vers des
mobiles localisés sous ce MSC.
· Enregistreur de
localisation nominal « HLR »
L'enregistreur de localisation nominal HLR,
Home Location Register est une base de
données contenant les informations relatives aux abonnés du
réseau. Dans cette base de données, un enregistrement
décrit chacun des abonnements avec le détail des options
souscrites et des services supplémentaires accessibles à
l'abonné. A ces informations statiques, sont associées d'autres
dynamiques comme la dernière localisation connue de l'abonné,
l'état de son terminal, Le HLR différencie les
entités d'abonné et de terminal : Un abonné est reconnu
par les informations contenues dans sa carte d'abonnement appelée
SIM, Subscriber Identity Module.
Les informations dynamiques relatives à l'état et à la
localisation de l'abonné sont particulièrement utiles lorsque le
réseau achemine un appel vers l'abonné, car il commence par
interroger le HLR avant toute autre action. Le HLR contient aussi la clé
secrète de l'abonné qui permet au réseau de
l'identifier.
· Centre
d'authentification « AUC »
Le centre d'authentification AUC,
Authentification Centre, est associé à un
HLR et sauvegarde une clé d'identification pour chaque abonné
mobile enregistré dans ce HLR. Il contrôle les droits d'usage
possédés par chaque abonné sur les services du
réseau. Ce contrôle est important à la fois pour
l'opérateur (contestation de facturation) et l'abonné
(fraude).
· Enregistreur de
localisation des visiteurs « VLR »
L'enregistreur de localisation des visiteurs
VLR, Visitor Location Register
est une base de données associée à un commutateur MSC. Sa
mission est d'enregistrer des informations dynamiques relatives aux
abonnés de passage dans le réseau. Cette gestion est importante
car on doit connaître dans quelle cellule se trouve un abonné pour
l'acheminement d'appel. La spécificité des abonnés GSM
étant la mobilité, il faut en permanence localiser tous les
abonnés présents dans le réseau et suivre leurs
déplacements. A chaque changement de cellule d'un abonné, le
réseau doit mettre à jour le VLR du réseau visité
et le HLR de l'abonné, d'où un dialogue permanent entre les bases
de données du réseau.
1.1.3 Sous-système d'exploitation et de maintenance
(OMC)
Le sous-système d'exploitation et de maintenance
OMC, Operation and Maintenance
Centre, est l'entité de gestion et d'exploitation du
réseau. Elle regroupe la gestion administrative des abonnés et la
gestion technique des équipements. La gestion administrative et
commerciale du réseau s'intéresse aux abonnements en termes de
création, modification, suppression et de facturation, ce qui suppose
une interaction avec la base de données « HLR ». La
gestion technique veille à garantir la disponibilité et la bonne
configuration matérielle des équipements du réseau. Ses
axes de travail sont la supervision des alarmes émises par les
équipements, la suppression des dysfonctionnements, la gestion des
versions logicielles, de la performance et de la sécurité.
1.2
Présentation des interfaces
Chaque interface, désignée par une lettre est
totalement spécifiée par la norme.
Figure 2 : Interfaces du Réseau
GSM
Nom
|
Position
|
Rôle
|
Protocole
|
Support
|
Um
|
MS - BTS
|
Transport de :
- La parole (ou des données) à 13 Kbits/s
utilise par communication et cryptée à 22 Kbits/s.
- La signalisation de gestion du trafic et des mobiles.
|
LAPDm
|
Onde Électromagnétique
|
Abis
|
BTS - BSC
|
Transport de :
- La parole (ou des données) à 16 Kbits/s
utilise par communication.
- La signalisation de gestion du trafic.
- La signalisation d'exploitation et maintenance de la BTS.
|
LAPD
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
Ater
|
BSC - TC
|
Transport de :
-La parole (ou des données) à 16 Kbits/s utilise
par communication.
-La signalisation de gestion du trafic.
-sur certains matériels, la signalisation de gestion du
TC.
|
CCITT N°7
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
A
|
TC - MSC
|
Transport de :
-La parole (ou des données) à 64 Kbits/s utilise
par communication.
-La signalisation de gestion du trafic.
|
CCITT N°7
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
B
|
MSC - VLR
|
Transport de la signalisation relative à
l' « Application Mobile » MAP.
|
CCITT N°7
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
C
|
MSC - HLR
|
Transport de la signalisation relative à
l' « Application Mobile » MAP.
|
CCITT N°7
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
D
|
VLR - HLR
|
Transport de la signalisation relative à
l' « Application Mobile » MAP.
|
CCITT N°7
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
E
|
MSC-MSC
|
Transport de :
-La signalisation relative à l' « Application
Mobile » MAP.
-La parole (ou des données) à 16 Kbits/s utilise
par communication.
|
CCITT N°7
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
F
|
MSC - EIR
|
Transport de la signalisation relative à
l' « Application Mobile » MAP.
|
CCITT N°7
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
G
|
VLR - VLR
|
Transport de la signalisation relative à
l' « Application Mobile » MAP.
|
CCITT N°7
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
RTC
|
MSC - RTC
|
Transport de la signalisation relative à
l' « Application Mobile » MAP.
|
CCITT N°7
|
Liaisons louées 2,048 Mbits/s
|
Tableau 1 : Interfaces dans un système
GSM.[2]
1.3 Le concept
cellulaire
Pour optimiser l'utilisation des ressources radio
allouées au service mobile et permettre une densité maximale
d'usagers par unité de surface, il faut réutiliser les
fréquences sur des sites distants. Le concept cellulaire permet,
théoriquement, d'atteindre des capacités illimitées en
densifiant le réseau des stations de base.
L'opérateur dispose d'une zone à couvrir et
d'une bande de fréquences. Cette bande est divisée en deux sous
bandes dont l'une est utilisée pour les liaisons montantes ou
Uplink (mobile système) et l'autre pour les liaisons
descendantes ou Downlink (système mobile).
La zone à couvrir est divisée en
« cellules ». Une cellule est une portion
de territoire couverte par une station de base. On affecte à chaque
cellule un certain nombre de porteuses en fonction du trafic estimé dans
cette cellule. Il est possible d'utiliser la même porteuse dans une
cellule suffisamment éloignée pour qu'il n'y ait pas
interférences.
1.3.1 Le modèle cellulaire hexagonal classique
Une cellule est approximée à un hexagone qui est
le polygone le plus proche du cercle permettant de paver le plan.
Dans une hypothèse d'une répartition uniforme du
trafic sur tout le territoire à couvrir, le même nombre de
porteuses est affecté à chaque station de base. On appelle
motif, le plus petit groupe de cellules comportant l'ensemble
des canaux une et une seule fois. Ce motif est répété sur
toute la surface à couvrir. La distance minimale entre deux
émetteurs utilisant la même fréquence est appelée
« distance de réutilisation ».
La taille du motif est déterminée en fonction du
seuil C/(I + N) (rapport signal sur bruit) au-delà
duquel la réception est correcte. C est la puissance de
la station de base, I la puissance totale des
interférences et N la puissance du bruit. Plus le
C/(I + N) est bas, plus la distance de réutilisation
sera faible. Ainsi, la taille du motif pourra être réduite.
La taille K des motifs réguliers
vérifie la relation :
K = i2 + i*j +
j2 (1)
Avec i et
j, entiers naturels positifs ou nuls.
Figure 3: Exemple de motif cellulaire (k
=12)
La distance de réutilisation
D est donnée par la formule :
(2) [2]
Où R est le rayon de la
cellule.
1.3.2 Aspects pratiques de la planification cellulaire
La planification et le dimensionnement des cellules
nécessitent de prévoir l'évolution en trafic (trafic
global que doit écouler le système et le trafic local par
cellules) et l'affectation des cellules en fonction du motif retenu. Chaque
cellule est ensuite dimensionnée en tenant compte du trafic
prévu.
Dans l'estimation de la demande en trafic et service,
plusieurs paramètres sont considérés dont :
v la densité de population et le pouvoir d'achat des
habitants d'une région qui permettent d'estimer le taux de
pénétration de service,
v l'activité économique (heures de pointe et
localisation des centres d'affaires)
Le dimensionnement du réseau est réalisé
en ayant recours aux résultats de la théorie du trafic (formules
d'Erlang principalement). Ce type de dimensionnement étant limité
par les effets d'irrégularités du trafic en fonction du temps et
de la zone. Notamment, les ingénieurs planifient au départ afin
de couvrir au mieux les zones et optimisent au fil du temps cette
planification.
1.4
Caractéristiques de l'interface Radio[5]
1.4.1 Partage des ressources radio
La bande radio représente la ressource rare et le
premier choix architectural fût le découpage du spectre
alloué dans un plan temps/fréquence pour obtenir des canaux
physiques pouvant supporter une communication téléphonique.
Multiplexage
fréquentiel (FDMA)
Le GSM opère dans la bande des 900 MHz, où 2
fois 25 MHz de bandes ont été allouées.
Les deux parties correspondent au sens montant et au sens descendant de la
liaison (Uplink et Downlink). La largeur des canaux
étant de 200 kHz, on obtient 124 canaux duplex. Les
bandes des deux liaisons ont en outre été séparées
par 20 MHz, ce qui porte à 45 MHz
l'écart duplex. Sur une bande, on émet des signaux modulés
autour d'une fréquence porteuse qui siège au centre de la
bande.
· La bande 890-915 MHz pour le sens
mobile vers le réseau (Voie montante ou Uplink) ;
· Figure 4: Les
bandes fréquentielles du GSM [6]
La bande 935-960 MHz pour le sens
réseau vers mobile (Voie descendante ou Downlink).
Niveau de champ (dB)
890
Fréquence (MHz)
200KHz
935
200KHz
45MHz
Figure 5: Ecart adjacent - Ecart duplex
[2]
On appelle écart duplex la
différence entre deux fréquences correspondantes UpLink
et Downlink. Pour le GSM 900, Il est constant et vaut 45
MHz (Figure5).
On appelle écart adjacent la
différence entre deux fréquences consécutives
UpLink ou Downlink. Pour le GSM 900, Il est constant et vaut
200 KHz (Figure5).
Chaque porteuse (canal) GSM est
identifiée de manière unique par un numéro
n, désigné par le sigle ARFCN
Absolute Radio Frequency Channel
Number, codé sur 10 bits où la fréquence de la
voie descendante est exprimée en MHz. Pour le GSM 900,
si on indique par Fu les fréquences
porteuses montantes et par Fd les fréquences
porteuses descendantes, les valeurs de fréquence porteuse valent:
Fu (n)=890 + 0.2 x n avec 1 = n =
124
Fd (n)=935 + 0.2 x n avec 1 = n =
124
Multiplexage temporel
Le multiplexage temporel consiste à diviser chaque
canal de communication en 8 intervalles de temps de 0,
577 ms chacun appelé slot.
Figure 6: Description d'un
time slot [2]
Un mobile n'utilisera qu'un time slot
pour une communication bien précise, on pourra ainsi faire
travailler jusqu'à 8 mobiles différents sur la même
fréquence porteuse. Un slot accueille un élément
de signal radioélectrique appelé burst
décrit dans la Figure 6.
L'accès TDMA, Time
Division Multiple Access, permet aux
différents utilisateurs de partager une bande de fréquence
donnée. Sur une même porteuse, les slots sont
regroupés par paquets de 8. La durée d'une trame
TDMA est donc :
TTDMA = 8 *
TSLOT = 4.6152 ms
Comme il est exclu de transmettre toutes les informations une
seule fois, il faut découper l'information et la transmettre au moyen de
plusieurs trames consécutives. La norme GSM prévoit une
organisation spécifique de structure hiérarchique de trames.
Les structures temporelles
de la multitrame à l'hypertrame
La norme GSM définit deux structures différentes
de multitrame : la multitrame à 26
trames d'une durée de 120 ms et la multitrame
à 51 trames d'une durée de 235.8
ms. Afin de disposer d'une structure commune à ces deux types
de multitrames, on définit la supertrame
composée de 26 multitrames à 51 ou de
façon équivalente de 51 multitrames à 26.
Sur cette structure de supertrame, on définit à nouveau une
structure d'hypertrame composée de 2048
supertrames. L'ensemble est illustré à la Figure 7. La
structure de supertrame est secondaire. Seules sont importantes les
multitrames, permettant de définir les canaux logiques, et
l'hypertrame.
Figure 7 :
Présentation de la structure hiérarchique des multitrames
[5]
1.4.2 Le duplexage
Le canal physique
duplex
Le canal physique duplex correspond à deux canaux
physiques simplex, un canal physique simplex se rapportant à un slot par
trame TDMA.
Dans le GSM, le mobile émet et reçoit à
des instants différents séparés d'une durée de 3
slots.
Figure 8 : Le canal physique pour une
transmission duplex
La numérotation des
porteuses
Chaque porteuse est identifiée de manière unique
par un numéro n, appelé ARFN,
Absolute Radio Frequency Number, et est
exprimée comme suit :
Figure 9 : Le partage fréquentiel duplex
Compensation du temps de
propagation aller et retour
Les différents utilisateurs d'un système
cellulaire sont à des distances variables de leur station de base et
endurent des délais de propagation variables. Or l'onde
électromagnétique se propage à la vitesse de la
lumière soit c = 300 000 km/s. Cette vitesse est très
élevée, mais pas infinie et les retards engendrés par la
distance se font sentir sur le timing puisqu'une distance de 30 km cause un
retard de 100 us.
En l'absence de la compensation du temps de propagation aller
et retour, deux mobiles situés à des distances différentes
de la BTS et qui émettent consécutivement sur la même
trame TDMA voient leurs slots se chevaucher. On introduit dont en plus de la
bande de garde un paramètre de compensation appelé
« avance de temps » TA, Timing
Advance, correspondant au temps de propagation aller et retour. Le
mobile éloigné doit avancer l'émission de chacun de ses
slots d'une durée ôp par
rapport à l'instant nominal de début de slot.
Figure 10 : L'importance du Timing Advance
Le Timing Advance est donc une estimation de la distance entre
le mobile et la station de base. Par convention la distance en mètres
(m) qui en découle est donnée par la relation ci-dessous
(3) [15]
Où
(4)
Les 3.69us représentant la
période d'un symbole.
1.4.3 La transmission sur l'interface radio : cas de la
parole
A près avoir divisé le signal de parole en blocs
de 20 ms, chaque bloc est codé (codage de parole) en
260 bits qui subissent ensuite un codage de canal les
conduisant à 456 bits de parole protégée.
Enfin vient la transmission où les 456 bits sont divisés en 8
blocs de 57 bits (demi-burst) qui sont
véhiculés à travers 8 trames TDMA. Chaque demi-burst de
paquets de parole n° i est combiné avec un demi-burst de la trame
de parole n° i-1 correspondant aux 20 ms de paroles
précédentes.
Figure 11 : La transmission d'une trame de parole sur
8 trames TDMA
1.4.4 Les canaux de l'interface Radio [4]
On distingue deux grandes catégories de canaux :
les canaux physiques et les canaux logiques.
Les canaux physiques
Chaque utilisateur utilise un slot par trame TDMA. Les slots
sont numérotés par un indice TN qui varie de 0 à 7. Un
« canal physique » est donc constitué par la
répétition périodique d'un slot dans la trame TDMA sur une
fréquence particulière.
Les canaux logiques
Sur une paire de fréquences, un slot particulier parmi
huit est alloué à une communication avec un mobile donné.
Cette paire de slots forme un canal physique (duplex) qui correspond dans ce
cas à un circuit téléphonique. Il forme alors la base de
deux canaux logiques ; d'abord le TCH, Traffic
Channel, qui porte la voie numérisée, mais aussi un
petit canal de contrôle, le SACCH, Slow
Associated Control Channel, qui permet principalement
le contrôle des paramètres physiques de la liaison.
D'une manière générale, il faut
prévoir sur une interface radio une multitude de fonctions de
contrôle qui sont de nature et de niveau variés. Il faut, en
particulier :
v diffuser des informations systèmes,
v prévenir les mobiles des appels entrants et faciliter
leur accès au système,
v contrôler les paramètres physiques avant et
pendant les phases actives de transmission,
v fournir des supports pour la transmission de la
signalisation téléphonique.
On distingue aussi deux grandes classes de canaux logiques:
les canaux dédiés et les canaux non dédiés.
Les
canaux dédiés
Un canal logique
dédié fournit une ressource réservée à un
seul mobile. Ce dernier se verra réserver dans une structure de
multitrame, une paire de time slots (un en émission,
un en réception) dans laquelle il est le seul à transmettre et
à recevoir. Dans la même cellule, aucun autre mobile ne peut
transmettre ni recevoir dans un même slot à la même
fréquence. Les canaux dédiés sont duplex.
Figure 12 : Les canaux logiques
dédiés [5]
On distingue :
· Les canaux TCH et
SDCCH
Ils transportent des informations utilisateur (voix,
données) ou en provenance des couches hautes (applicatives) du
système. Suivant le type d'information transportée, il s'agit des
canaux de trafic TCH, Traffic Channel,
ou des canaux de signalisation SDCCH, Stand-Alone
Dedicated Control Channel. Les premiers permettent de
transmettre la parole ou les données. Les canaux de signalisation
SDCCH ont un débit plus faible que celui des canaux
TCH. Ils peuvent être vus comme des TCH
de taille réduite, dédiés à la
signalisation.
Les canaux SDCCH sont requis pour mener
à bien les procédures suivantes:
· Mise à jour de localisation : le mobile
informe le système dans quelle zone de localisation il se trouve.
· Procédure IMSI Attach, qui permet
au mobile de se faire connaître auprès du réseau et
d'accéder aux services souscrits.
· Procédures IMSI Detach,
qui Permet au mobile ou au réseau de s'informer l'un ou
l'autre lorsque les services gérés par le MSC ne sont plus
accessibles.
· Initiation d'appel. · SMS,
Short Message Service.
· SACCH
Une liaison radio est fluctuante. Il n'est pas possible de
dédier un canal à un mobile sans le contrôler en
permanence. Il faut constamment ajuster des paramètres pour conserver
une qualité de service acceptable. Enfin, le réseau doit
vérifier que le mobile est toujours actif sur le canal. Les canaux
dédiés TCH et SDCCH possèdent chacun un canal de
contrôle associé à faible débit appelé
SACCH, Slow Associated Control
Channel. Le canal SACCH supporte les informations
suivantes :
Compensation du délai de propagation aller-retour
(round trip delay) par le mécanisme d'avance en temps,
Contrôle de la puissance d'émission du terminal
mobile,
Contrôle de la qualité du lien radio,
Rapatriement des mesures effectuées sur les stations
voisines.
· FACCH
Le canal SACCH est alloué conjointement à un
canal dédié (TCH ou SDCCH) et permet d'écouler
différents types de contrôle ou de signalisation. Cependant son
débit est très faible (380 bit/s) et il introduit des
délais assez importants de l'ordre d'une demi-seconde. Lorsque le canal
alloué est un TCH, on suspend dans ce cas d'urgence, la transmission des
informations usagers, et on récupère la capacité ainsi
libérée afin d'écouler la signalisation. On obtient donc
un nouveau canal de signalisation appelé FACCH,
Fast Associated Control Channel.
Lorsque le canal dédié alloué est un
SDCCH, ce dernier peut écouler tous les types de signalisation, en
particulier la signalisation rapide nécessaire au déroulement
d'un handover ; il n'y a pas dans ce cas de nécessité
d'introduire le FACCH.
Les canaux non
dédiés
Un canal logique non dédié est simplex et
partagé par un ensemble de mobiles. Dans le sens descendant, cela
signifie que les données sont diffusées et tous les mobiles de la
cellule sont à l'écoute du canal, si, bien sûr, la cellule
est suffisamment chargée. Ces données peuvent concerner le
système dans son ensemble ou des mobiles qui doivent être
réveillés (appel entrant) et qui ne disposent pas encore de
canaux dédiés. Dans le sens montant, la fonction remplie par un
canal non dédié est la fonction d'accès multiple.
On distingue deux classes de canaux non
dédiés :
§ Les canaux de contrôle diffusés
BCCH, Broadcast Control
Channel ;
§ Les canaux de contrôle commun
CCCH, Common Control Channel.
· Les canaux de
contrôles diffusés BCCH (Broadcast Control Channel)
Figure 13 : Les canaux de
contrôle diffusés BCCH [2]
Les canaux logiques en diffusion permettent à chaque
mobile de s'accrocher au système local en acquérant les
paramètres analogiques et logiques nécessaires. Il s'agit des
canaux suivants :
o Le canal FCCH, Frequency
Control Channel, pour le calage en
fréquence ;
o Le canal SCH, Synchronisation
Channel, pour la synchronisation en temps ;
o Le canal BCCH, Broadcast
Control Channel, pour la diffusion des informations locales
du système.
Le canal CBCH, Cell
Broadcast Channel, pour la diffusion des informations
spécifiques (informations routières, météo,
etc.).
· Les canaux de
contrôles communs CCH (Common Control Channel)
Figure 14: Les canaux de
contrôle communs [2]
Ils sont impliqués dans toutes les procédures
d'accès du mobile au réseau. On distingue :
· Le canal d'accès aléatoire
RACH, Random Access
Channel, mobile, vers réseau) est utilisé par le
mobile en mode ALOHA pour accéder au réseau
lorsqu'il veut s'enregistrer dans une cellule ou passer un appel. Le protocole
d'accès dit ALOHA consiste à émettre un appel sur le canal
d'accès sans précaution particulière. Si un autre mobile
utilise le même canal au même moment, il y a risque de collision et
de perte des messages émis. Au bout d'un temps aléatoire, il y a
alors réémission, en principe de manière non
simultanée, donc sans collision. Ce type de protocole est peu performant
en cas de forte charge. C'est un point faible du GSM ;
· le canal d'allocation de ressources
AGCH, Access Grant Channel,
réseau vers mobile est utilisé pour allouer des ressources
dédiées (canal de signalisation SDCCH ou canal de trafic TCH) au
mobile qui les a demandées via un canal d'accès aléatoire
RACH ;
· Le canal de messagerie PCH,
Paging Channel, réseau vers mobile] est
utilisé pour rechercher et avertir un mobile lors d'un appel en
provenance du réseau. Il est à noter qu'un mobile n'a jamais
l'usage d'un AGCH et d'un PCH en même temps.
· Le canal
BCCH
Le canal BCCH, Broadcast
Control Channel, permet la diffusion des données
caractéristiques de la cellule. C'est par ce canal que le mobile peut
identifier la cellule sur laquelle il se trouve. Il comprend les informations
système diffusées au mobile. Ces informations sont
diffusées plus ou moins fréquemment suivant la rapidité
d'acquisition par le mobile.
Le BCCH contient des informations déterminant les
règles d'accès à la cellule :
· Les paramètres de sélection de la cellule
permettent à un mobile de déterminer s'il peut se mettre en
veille sur la cellule après une mise sous tension ou après y
être entré ;
· Le numéro de zone de localisation permettant au
mobile de savoir si une inscription est nécessaire (deux diffusions par
seconde).
Chaque cellule diffuse également son identité
complète CI, Cell Identity, au
sein de la zone de localisation.
1.5 Piles de
protocole GSM [7]
Le réseau GSM est défini à partir de
couches de protocoles utilisées au niveau des
différentes interfaces :
o l'interface Um (entre le MS et la BTS),
o l'interface Abis (entre la BTS et le
BSC),
o l'interface A (entre le BSC et le MSC).
Les interfaces ainsi que les protocoles qu'elles utilisent
sont normalisés. Toutefois, les normes de certaines interfaces telles
que l'interface Abis ne sont pas toujours respectées par les
constructeurs.
Figure 15 :
Présentation des piles de protocoles sur les
différentes interfaces [7]
La structuration en couches reprend le modèle OSI pour les
3 premières couches:
o Couche physique,
o Couche liaison de données,
o Couche réseau.
La couche physique définit l'ensemble
des moyens de transmission et de réception physique de l'information.
Sur l'interface Abis, le transport des informations se fait
numériquement. Au niveau de l'interface radio, cette couche est plus
compliquée à cause de multiples opérations à
effectuer : codage correcteur d'erreur, multiplexage des canaux logiques,
mesures radio à effectuer.
La couche de liaison de données permet
de fiabiliser la transmission entre deux équipements.
Sur l'interface Abis, cette couche reprend les principales
caractéristiques du RNIS; On utilise, pour le support de la
signalisation, le protocole LAPD, Link
Access Protocol for the D Channel, basé sur le
protocole HDLC (numérotation des trames,
mécanisme de correction d'erreurs).
Sur les interfaces Um et A, on utilise respectivement le
LAPDm, Link Access Protocol for the
D Channel modified, spécifique au GSM et le
MTP niveau 2 (SS7, Signalling System number
7).
La couche réseau permet
d'établir, de maintenir et de libérer des circuits
commutés (parole ou données) avec un abonné du
réseau fixe. Cette couche comprend 3 couches RR, MM et CM, cette
dernière couche étant elle-même divisée en 3
sous-couches CC, SS et SMS.
Dans le but d'indiquer à quelle couche ou sous-couche
chaque message de niveau 3 se rattache, on introduit un discriminateur de
protocole PD, Protocol Discriminator,
avec PD = RR, MM...
La sous-couche RR, Radio
Ressource, traite l'ensemble des aspects radio. En effet, elle
gère l'établissement, le maintien et la libération des
canaux logiques. Au niveau du mobile, elle sélectionne les cellules et
surveille la voie balise à partir des mesures effectuées par la
couche physique. Elle est principalement présente dans la MS et le
BSC : les messages transitent entre les deux entités en passant par la
BTS mais ne sont pas interprétés par celle-ci. Toutefois,
quelques messages sont échangés entre le mobile et la BTS ou
entre la BTS et le BSC. Pour cela, la BTS comporte deux entités RR' et
RSL permettant de dialoguer respectivement avec l'entité RR de la MS et
l'entité RSL du BSC.
La sous-couche MM,
Mobility Management gère l'itinérance.
Elle prend donc en charge la localisation, l'authentification et l'allocation
du TMSI.
La sous-couche CM,
Connection Management, est découpée en trois
parties :
o L'entité CC, Call
Control, traite la gestion des connexions de circuits.
o L'entité SMS, Short
Message Service assure la transmission et la
réception des messages courts.
o L'entité SS,
Supplementary Services, gère les services
supplémentaires.
Les messages des sous-couches CM et MM transitent dans le BSS
sans être pris en compte par la BTS et le BSC.
L'interface A utilise les protocoles suivants :
· Le protocole MTP (Message Transfert
Part) qui est divisé en trois niveaux (MTP1, MTP2 et MTP3) proches des
trois premières couches du modèle OSI (couche physique, couche
liaison de données et couche réseau). Son but est de permettre le
transport et la distribution fiable des informations de signalisation à
travers le réseau et aussi de réagir aux pannes afin d'assurer
continuellement la transmission.
· Le protocole SCCP,
Signalling Connection Control Part, ce
protocole permet de transporter des informations de signalisation avec ou sans
connexion.
· Le BSSAP, BSS
Application Part, comprend le BSSMAP et le DTAP. Deux types
de messages peuvent être échangés entre le BSC et le MSC :
les messages interprétés par le BSC concernent la sous-couche
BSSMAP et les autres messages transitant entre le mobile et le MSC sont
traités par la sous-couche DTAP (dans ce deuxième cas, le BSC
joue le rôle d'un répéteur). Un mécanisme de
distribution permet d'aiguiller correctement les messages suivant leur type
DTAP ou BSSMAP.
Le protocole BSSMAP, BSS
Management Application Part, cette sous-couche BSSMAP
gère les ressources radio. Elle est utilisée pour gérer
les handover et les mises à jour de localisation. Les trames BSSMAP sont
encapsulées dans la partie « données » des
trames SCCP.
Le protocole DTAP, Direct
Transfert Application Part, ce protocole prend en
charge les messages CM et MM entre le mobile et le MSC. Le BSC est
considéré comme « transparent : les messages transitent
sans modification entre le mobile et le MSC. Les trames DTAP sont
encapsulées directement dans des trames SCCP ou bien dans des trames
BSSMAP.
Figure 16 : Les
différentes interfaces avec leurs débits
respectifs [7]
Comme le MSC est relié au RTCP qui
utilise des débits de 64 kbit/s, l'interface A doit présenter
également le même débit pour être compatible.
Or, la capacité des canaux de trafic à
l'interface Abis est de 16 kbit/s. Par conséquent, il est
impératif de convertir les débits : ceci est
réalisé grâce au Transcodeur (TRAU) placé entre le
BSC et le MSC. L'interface A est en réalité l'interface qui relie
le MSC au TRAU.
Quant au lien qui existe entre le BSC et le TRAU, c'est
l'interface ATER (MIC HighWay). Mais avant cette opération, on
multiplexe d'abord plusieurs interfaces Abis sur une même interface Ater.
Puis, après le passage dans le transcodeur, une interface Ater peut
être scindée en 3 interfaces A.
1.6 Performance de
l'interface radio
Pour juger la qualité de la liaison radio nous avons
deux paramètres à notre disposition : le
RxQual et le RxLev. Ces derniers sont
mesurés au niveau de la BTS pour juger la qualité de la liaison
montante et au niveau du mobile pour juger la qualité de la liaison
descendante.
1.6.1 Niveau du champ reçu RxLev
[5]
Le niveau de champ provenant de la BTS mesuré au niveau
du mobile s'appelle le RxLev. Il est mesuré sur 64
niveaux, de 0 à 63 représentant respectivement les puissances de
-110 à -47 dBm par pas de 1 dB. On
distingue alors le RxLev Full qui est une mesure sur tous les bursts
de la trame sans exception, du RxLev Sub qui est une mesure sur les
bursts effectivement utilisés. Ce dernier cas se
présente lorsqu'on économise la puissance du mobile en mettant
à profit la possibilité DTX,
Discontinuous Transmission, transmission discontinue. La
transmission discontinue consiste à interrompre l'émission
pendant les silences de parole pour diminuer l'énergie émise sur
la voie radio d'où une réduction de la consommation des batteries
des mobiles et une diminution du niveau moyen d'interférences. Il en est
de même au niveau de la BTS.
On distingue quatre types de service :
* Le service
« Indoor» qui permet le bon
déroulement des communications à l'intérieur des
bâtiments. Cette catégorie de service se subdivise à son
tour en deux:
- le « Deep
Indoor » : -47 à -64 dBm, lorsqu'il se trouve
plus à l'intérieur,
- le « Soft
Indoor » : -65 à -74 dBm, lorsque l'utilisateur
se trouve juste derrière la façade d'un bâtiment.
* le service
« Outdoor » : -85 à -95 dBm,
qui indique les conditions nécessaires pour le bon déroulement
d'une communication en extérieur.
* le service
« Incar » : -95 à
-110 dBm, qui tient compte des utilisateurs se trouvant dans une voiture.
RXLEV
|
Deep Indoor
|
-65 dBm à 0 dBm
|
Indoor
|
-75 dBm à -65 dBm
|
Incar
|
-85 dBm à -75 dBm
|
Outdoor
|
-95 dBm à -85 dBm
|
Carkit
|
-110 dBm à -95 dBm
|
Tableau 2 : Tableau récapitulatif des niveaux
de champs
1.6.2 Qualité du signal RxQual
[4]
La qualité du signal est évaluée via le
paramètre RxQual. Il est obtenu en quantifiant le taux
d'erreurs binaires BER, Bit Error
Ratio, sur 8 niveaux (3 bits) suivant la correspondance
définie dans le tableau ci-dessous. Une valeur représentative
permet de représenter chaque niveau de RxQual, elle peut être
utilisée pour moyenner diverses mesures du RxQual. Elle correspond
à la moyenne géométrique des bornes de la plage ;
ainsi la valeur représentative du niveau RxQual i est BER
(i) =.
Le taux d'erreurs BER est calculé sur ½ seconde
environ comme le RxLev. Il faut noter que ces mesures de RxQual se font, sur
les deux liaisons, avant le code correcteur d'erreur.
RXQUAL
|
Bonne Qualité
|
0 - 4
|
Qualité moyenne
|
5 - 6
|
Mauvaise qualité
|
7
|
Tableau 3: Tableau récapitulatif de niveau de
qualité
Le tableau ci-dessous illustre les correspondances entre le
niveau de qualité RxQual et le taux d'erreur binaire.
RxQual
|
BER, plage de valeurs
|
Valeur représentative
|
Interprétation
|
0
|
BER = 0.2%
|
0,4%
|
Très bonne qualité
|
1
|
0.2% = BER = 0.4%
|
0,28%
|
Bonne qualité
|
2
|
0.4% = BER = 0.8%
|
0,57%
|
Bonne qualité
|
3
|
0.8% = BER =1.6%
|
1,13%
|
Qualité médiocre
|
4
|
1.6% = BER = 3.2%
|
2,26%
|
Qualité médiocre
|
5
|
3.2% = BER = 6.4%
|
4,53%
|
Médiocre
|
6
|
6.4% = BER = 12.8%
|
9,05%
|
Mauvaise
|
7
|
12.8% = BER
|
18,10%
|
Très mauvaise
|
Tableau 4 :
Correspondance entre le niveau de qualité RxQual et le taux d'erreur
binaire
2. Sous-système Radio
2.1 Orange Cameroun
S.A : département Radio
Le sous-système Radio du point de vue organisationnelle
à Orange Cameroun S.A est tenu par le
département Radio, de la direction développement Réseau.
Leurs missions principales sont les suivantes :
· Planifier le déploiement de nouveaux sites dans
des zones où la demande en trafic devient saisissante ;
· Valoriser le réseau déployé en
dimensionnant des répéteurs ou en proposant des solutions de
couverture « indoor », si la qualité du signal
devient mauvaise ;
· Optimiser le réseau existant dans le but de
garantir auprès des clients des demandes d'accès au réseau
sans coupure ni congestion.
· Mesurer les niveaux de champ ou de la qualité
des liens au besoin, afin de fournir à l'optimisation une plus large
marge de manoeuvre dans l'analyse des incidents.
En ce qui nous concerne, le travail qui nous a
été confié cadre bien avec les objectifs du service
optimisation et son élaboration requiert une bonne maitrise du
sous-système Radio du point de vue technique et de la
problématique qu'elle dégage.
2.2
Sous-système Radio : du point de vue technique
Il est constitué de la station mobile (MS), de la
station de base (BTS) et du contrôleur de station BSC. Sa principale
activité est l'allocation dynamique des canaux de trafic et de
signalisation lors d'une demande d'accès au réseau ou lors de la
réception d'un appel entrant. Cette phase rentre dans le
préambule de toutes les requêtes ou procédures GSM.
2.2.1 Procédures GSM : Call
Setup
La norme GSM dispose de plusieurs procédures. Il peut
être cité entre autres :
· La sélection et la resélection ;
· Appel entrant/sortant ;
· SMS (Short Message
Service) ;
· HO (Hand Over) ;
· Mise à jour de localisation ;
· ...
Les procédures GSM représentent les
différentes requêtes que le mobile envoie ou reçoit lors
d'un échange avec le réseau. Ces échanges se font en
général sur les canaux de signalisation dans un premier temps et
pour finir sur un canal de trafic. Notons tout de même que certains
échanges ne se contentent que des canaux de signalisation c'est pourquoi
pour illustrer les différents messages échangés entre les
équipements l'on fera appel au Call Setup A
(appel sortant) simplifié, qui utilise à la fois les ressources
de signalisation et de trafic.
Pour un souci de clarté, les phases d'allocation des
canaux de signalisation et de trafic seront séparées.
Phase d'allocation des canaux SDCCH
1
2
3
4
5
6
7
8
Start T3101
MC8B
MC148
MC8C
Stop T3101
MC02
9
7
Figure 17 : allocation
des canaux de signalisation SDCCH
Description liminaires des blocs :1
2
Demande d'accès au réseau par le canal
RACH ;
Demande du canal SDCCH et incrémentation du
compteur MC8C;
3
4
Activation du canal SDCCH et incrémentation du compteur
MC148. En cas de congestion, il ya coupure d'appel (SDCCH congestion) et
retentative;
5
Accusé d'activation du canal SDCCH ;
6
Allocation du canal SDCCH sur l'Abis et
déclenchement du WatchDog T3101;
7
Allocation du canal SDCCH sur l'interface Radio par le
canal AGCH;
Confirmation d'une allocation réussie ;
8
9
Confirmation d'une allocation réussie sur
l'interface A et arrêt du timer T3101. Dans le cas où ce
timer s'expire avant réception de ce message alors il y aura
échec d'allocation du canal SDCCH (SDCCH failure);
Phase d'authentification et de chiffrement. En cas de coupure
sur ce canal, on parle de SDCCH Drop.
A la suite de cette phase d'authentification et de
chiffrement, il est initié la phase d'allocation du canal de trafic.
2
1
3
4
5
Start T3107
MC140b
MC703
Stop T3101 MC718
Phase d'allocation des canaux TCH
Figure 18 :
allocation des canaux de trafic TCH
1
2
Activation du canal TCH et incrémentation du compteur
MC703 ;
3
3
Accusé d'activation du canal TCH;
4
Allocation du canal TCH par le canal SDCCH et
incrémentation du compteur MC140b suivie de l'initialisation du
timer T3107;
5
Confirmation d'une allocation réussie sur
l'interface Abis et Radio
Confirmation d'une allocation réussie sur
l'interface A et arrêt du timer T3107. Dans le cas où ce
timer s'expire avant réception de ce message alors il y aura
échec d'allocation du canal TCH (TCH failure).
A termes, les phases sonnerie et communication peuvent
être initiées sur le canal TCH alloué ; la ressource
SDCCH étant libérée après la phase de
signalisation, le suivi de la communication ou la mobilité se feront aux
moyens des canaux SACCH et FACCH.
Par ailleurs le centre d'exploitation et de maintenance (OMC),
pour le suivi de la qualité de service fournie lors de
l'exécution de ces phases d'allocation, fait usage des compteurs
placés au noeud d'échange et en déduit les indicateurs
correspondants.
2.2.2 Notions de compteurs et
d'indicateurs de performance KPI (Key Performance
Indicator)
Les compteurs MC (Main
Counters)
Le réseau pour sa supervision a besoin d'envoyer des
informations à l'OMC. Dans le cas particulier du sous-système
Radio, ces informations sont précisément renseignées
à l'OMC-R. Plus explicitement, elles traduisent le nombre de
succès ou d'échecs d'un échange entre équipements.
Le Call Setup n'est pas en reste concernant les compteurs. En effet, à
chaque noeud d'échange est prévu un compteur qui est
incrémenté suivant la réponse d'un équipement
à l'autre. De cette façon, il est, par exemple, possible de
dénombrer le nombre d'allocation de canaux SDCCH ayant abouti avec
succès ou le nombre de demandes qui ont échouées.
Les indicateurs de performance
KPI (Key Performance Indicator)
Les compteurs donnent un nombre absolu dont l'exploitation
nécessite de le relativiser au cardinal de son ensemble de
départ. Autrement dit, au lieu de juger par exemple du niveau de
congestion sur une cellule par le nombre de tentatives qui ont
congestionnées, on devrait à partir du nombre total de
tentatives, déterminer le taux de congestion, qui cette fois exprime
mieux la situation. C'est dans ce contexte que s'inscrivent les indicateurs de
performances. Ils se déduisent des compteurs bruts relevés du
réseau et en donnent un état global dans un espace
relativisé. Il existe plusieurs classes d'indicateurs de
performance :
· Les indicateurs de qualité ;
· Les indicateurs de coupure ;
· Les indicateurs d'accessibilité au
réseau.
Ces indicateurs se rapportent aux problèmes que l'on
rencontre le plus souvent sur le réseau d'accès et sont
utilisés à ce titre afin de résoudre la
problématique de l'interface Radio.
3. Problématique
Les problèmes rencontrés sur l'interface radio
sont de plusieurs ordres :
v Problème de qualité : le
terme « qualité » employé ici est
abordé du point de vue de l'opérateur et désigne
globalement les zones où le RxQual est élevé tandis que le
RxLev est acceptable. Les symptômes de ce problème sont
décrits dans le tableau suivant :
Plaintes
|
Indicateurs
|
Communications brouillée
|
Fort taux de HO sur qualité et de HO sur
interférence
|
Communication métallique
|
Forts taux d'échec de HO
|
Communications avec silences
périodiques
|
Forts taux de coupures TCH
|
Tableau 5: Symptômes des problèmes de
qualité [3]
v Problèmes de couverture : ce
sont les problèmes dus à la faiblesse des signaux perçus
par l'abonné (faible RxLev). Ses symptômes sont donnés dans
le tableau suivant :
Plaintes
|
Indicateurs
|
Un manque de barres de niveau
|
Fort taux de HO sur niveau
|
Communication à sens unique
|
Forts taux de coupures TCH
|
Tableau 6: Symptômes des problèmes de
couverture [3]
v Problèmes d'accès : ce
sont les problèmes dûs à une saturation des canaux de
trafic TCH ou de signalisation SDCCH.
Plaintes
|
Indicateurs
|
Message « Appel
échoué »
|
Fort taux de coupures TCH ou SDCCH
|
Communications avec silences
périodiques
|
Forts taux d'échec d'allocation de canal SDCCH.
|
Message « Busy
Network »
|
Congestion des canaux TCH ou SDCCH
|
Tableau 7: Symptômes des problèmes de
trafic [3]
Au vu des incidents recensés sur l'interface Radio, il
est impératif pour les ingénieurs Radio de s'entourer d'outils et
d'algorithmes d'optimisation assez efficaces afin d'apporter des solutions
judicieuses aux problèmes posés.
|
Chapitre
2 :
METHODOLOGIE ET CONCEPTION
|
|
Partie 1 : Optimisation de l'interface Radio
Partie 2 : Modélisation de la plateforme
Partie 3 : Conception de la plateforme
|
Actuellement à Orange Cameroun S.A et
dans le département Radio en particulier, différents
équipementiers (Alcatel, Ericsson,...) ont développé
à l'intention des ingénieurs de ce service, des outils d'aide
à l'optimisation auxquels se sont ajoutés avec le temps d'autres
outils cette fois natifs de la maison elle-même. En outre, des
méthodologies de détection et d'analyse des incidents ont
été mises sur pied dans la mesure d'organiser les investigations
pour éventuellement rediriger une plainte au cas où le
problème concernerait plutôt un autre département.
Cependant, toutes ces démarches ne suffisent pas toujours à
simuler le cadre de travail idéal. En guise de contribution à
cette fin, la plateforme qu'il nous ait proposée de réaliser
répondra à certaines exigences peu explorées pour le
moment. Autant, la méthodologie qui en découle requiert
d'être proche de celle actuellement en vigueur et elle sera
étudiée dans la suite.
1. Optimisation de l'interface Radio
1.1 Outil
d'optimisation : RNO (Radio Network Optimisation)
Le fait qu'un indicateur de qualité franchisse son
seuil constitue une alerte de qualité à prendre en
considération. Les indicateurs de qualité donnent une vue globale
de l'état du réseau cellule par cellule. Orange
dispose du logiciel RNO, Radio Network
Optimisation Tool, d'Alcatel qui permet le suivi des indicateurs de
réseau et des paramètres du réseau.
Il s'agit d'un logiciel permettant le contrôle des
indicateurs des cellules. Par exemple, celui-ci fournit de manière
quotidienne les valeurs de trafic observées dans chacune des cellules du
réseau. La figure suivante montre une capture d'écran de quelques
indicateurs :
Figure 19: Logiciel RNO
RNO ressort l'ensemble des indicateurs de qualité au
niveau des BTS. Parmi ces indicateurs, on en retrouve d'assez
significatifs :
Indicateurs
|
Signification
|
SDCCH_drop_rate
|
Taux de coupure sur le canal SDCCH
|
SDCCH_assign_fail_rate
|
Taux d'échec d'allocation du canal SDCCH
|
RTCH_assign_fail_rate
|
Taux d'échec d'allocation du canal TCH
|
HO_out_fail_rate
|
Taux d'échec des HO sortants
|
HO_inc_fail_rate
|
Taux d'échec des HO entrants
|
HO_out_drop_rate
|
Taux d'échec de retour au canal initial
|
CHO_UL_Quality_rate
|
Qualité montante
|
CHO_DL_Quality_rate
|
Qualité descendante
|
Call_Drop_rate
|
Coupure de communication
|
SDCCH_assign_cong_rate
|
Congestion sur le canal SDCCH
|
RTCH_assign_cong_rate
|
Congestion sur le canal TCH
|
GSM_Network_load
|
Charge de trafic du réseau
|
Paging Load
|
Charge du PCH
|
Tableau 8 :
indicateurs clés de performance
En général, les investigations sont faites sur
RNO une fois que le problème a été détecté
avec succès. Les moyens pour y parvenir sont inspirés des
algorithmes d'optimisation.
1.2 Algorithme
d'optimisation
Plusieurs algorithmes sont souvent adoptés lors de la
recherche des causes d'un dysfonctionnement. En guise d'illustration et pour
une vision d'ensemble, nous nous proposons de présenter celui qui
s'applique aux plaintes client1(*).
D'après cet algorithme, l'optimiseur peut avoir besoin
de faire recours aux mesures Radio afin de se procurer un éventail
d'hypothèses, toutes utiles au décèlement des
incohérences sur le réseau.
1.3 Les mesures
Radio mobiles
Les mesures radio mobiles sont des campagnes de mesures
organisées sur un itinéraire bien défini. Ils indiquent en
temps réel la couverture radio (RxLev) et de la qualité (RxQual)
du signal. Ces différentes mesures radio mobiles permettent de suivre le
comportement des usagers de téléphonie mobile dans le
réseau et d'identifier les problèmes qu'ils rencontrent notamment
au niveau du réseau d'accès. Elles peuvent par exemple nous
montrer des zones mal desservies en couverture et en qualité afin de
planifier des actions conséquentes pour l'amélioration de la
qualité de service dans ces zones.
Figure 20 : Exemple de
parcours de mesure
La légende indique le niveau de qualité et la
quantité d'échantillons mesurés sur ce parcours.
Les proportions d'échantillons collectés
permettent ainsi de juger la qualité de couverture ou la qualité
du lien. Pour l'optimiseur c'est un indice remarquable dans le diagnostique des
dysfonctionnements en cours.
A l'aide de cet arsenal d'outils, l'optimisation se
réduit essentiellement à l'exploitation judicieuse de toutes les
informations retournées. Seulement, il se pose le problème du
volume de données à traiter manuellement ; ce qui loin sans
faux s'annonce en général très laborieux pour l'optimiseur
qui, en plus, devrait hebdomadairement générer un rapport de
l'état QoS de la semaine antérieure à l'intention de la
hiérarchie. Par ailleurs, les parcours de mesures se doivent
d'être particulièrement suivis dans le sens d'observer
l'évolution de la qualité du réseau. A ce propos, il
importe pour le service Radio de se munir d'une plateforme qui lui permettrait
de générer les états QoS (GSM / GPRS) et de partager les
résultats de mesures Radio pour une consultation et un suivi communs par
les employés de ce service.
2. Modélisation de la
plateforme
La souplesse de la mise en oeuvre de notre plateforme repose
essentiellement sur les méthodes adoptées pour la
modélisation du problème posé. Cette partie propose et
présente une structure modulaire adaptée à la situation,
dans le but de guider la compréhension de la conception proprement dite
de cette plateforme. Vue sous cet aspect modulaire, elle doit permettre de
réaliser les opérations suivantes :
ü Concernant les états QoS GSM/GPRS ;
· Rapatrier les compteurs bruts du jour J-1
localisés dans le serveur ftp.
· Traiter les fichiers bruts reçus de
manière à les rendre plus légers par suppression des
informations inutiles et par modification de leur format si
nécessaire.
· Archiver les compteurs contenus dans les fichiers
traités dans une base de données et calculer par la suite les
indicateurs de performance.
· Déclarer les dysfonctionnements dans le
réseau à la suite de la comparaison des indicateurs obtenus
précédemment, aux valeurs seuils prédéfinies ;
ou suivant d'autres critères standardisés (Forte variation dans
le temps, occurrence de dépassement du seuil,...).
· Présenter les résultats sur une
plateforme interactive permettant d'effectuer des actions sur les cellules en
alerte et de générer, sur une feuille Excel, les tables utiles au
reporting, ainsi que les graphes d'évolution correspondants.
ü Concernant les mesures Radio
· Archiver les parcours de mesure réalisés
sur un tronçon donné ;
· Enregistrer les proportions d'échantillons
traduisant la qualité du signal mesuré ;
· Elaborer une méthode de suivi de l'état
de la situation sur les sites sur lesquels sont effectuées les
mesures.
2.1 Etats QoS
GSM/GPRS
2.1.1 Module de
téléchargement des compteurs bruts
Emplacement des compteurs bruts
Les compteurs bruts sont enregistrés toutes les heures
sur l'ensemble du réseau. Par l'intermédiaire de l'interface REM,
ils sont acheminés jusqu'à l'OMC-R où ils sont
sauvegardés toutes les heures. Pour chaque BSC du réseau, le
chemin d'accès des compteurs qui y ont été
enregistrés est de la forme :
i. Serveur / nom_BSC / AAAAMM (JJ-1) /
R110000hh.jjj pour les compteurs GSM
ii. Serveur / mfs60X/ AAAAMM (JJ-1) /
RMFS000hh.jjj pour les compteurs GPRS
Où
· serveur désigne le
répertoire parent du dossier contenant l'ensemble des BSCs du
réseau
· Nom_BSC désigne le
dossier contenant les compteurs du BSC de nom
« nom_BSC » ;
· X est un bit {0,1}
· AAAAMM (JJ-1) est le dossier
contenant les compteurs du jour précédent où
AAAA, MM, et JJ (compris
entre 1 et 31) représente respectivement
l'année, le mois et le jour du mois ;
· hh désigne
l'heure d'arrêt de l'enregistrement (01 <
hh = 24) ;
· jjj est l'extension du
fichier et représente le jour considéré dans
l'année (0 < jjj = 366).
Ces compteurs sont relevés sur chaque cellule du BSC et
sont ensuite écrits dans le fichier situé á l'emplacement
ci-dessus décrit. Donc pour un BSC quelconque, au jour JJ-1, on
dénombre 24 fichiers (pour les 24 heures d'une journée) contenant
les valeurs des compteurs bruts de chacune de ses cellules (sauf en cas de
perte de supervision sur le réseau).
Module de téléchargement
C'est le module qui se charge du rapatriement des compteurs
bruts de toutes les cellules du réseau. Il est organisé en 02
grandes parties :
· La première permet de se connecter au serveur
ftp grâce à son adresse IP et de franchir les paramètres de
sécurité en effectuant un login automatique.
· La seconde permet d'ouvrir chaque dossier de BSC et MFS
du jour JJ-1 et de télécharger les fichiers s'y trouvant les uns
après les autres. Dans le répertoire cible, les fichiers sont
rangés par BSC et par MFS de manière à reproduire la
même architecture que celle du serveur.
A la fin du téléchargement, les fichiers
rapatriés se trouvent aux emplacements
· Repertoire_Cible / nom_BSC /
R110000hh.jjj pour le GSM et
· Repertoire_Cible / MFS60X/
RMFS000hh.jjj pour le GPRS.
Où Repertoire_Cible est la
destination sur la machine hôte du script. Les fichiers sont
désormais prêts pour le traitement.
2.1.2 Module de
traitement
Production du fichier
fichier_GSM.txt
En principe (hormis une situation de perte de supervision),
l'on dispose d'environ 720 fichiers (24 fichiers /BSC*30
BSCs) dans le répertoire cible et les compteurs prémunis d'une
référence appropriée doivent tous être
archivés dans une base de données du système, de
manière à pouvoir y accéder sans litige. A ce propos, il
est souhaitable que l'ensemble de ces fichiers soit réduit en seul pour
faciliter le transfert de ces données dans la base. En outre, les
fichiers téléchargés contiennent plusieurs données
inutiles pour la suite des opérations. Ce module aura donc pour but
principal :
· de réunir les 720 fichiers en
un seul,
· de supprimer les informations inutiles et d'ajouter
celles indispensables pour la suite.
Procédures:
Les fichiers de chaque BSCs sont ouverts les uns
après les autres. Pour un fichier donné (voir figure ci-dessous),
les informations ci-après sont relevées :
OE la date et l'heure: elles sont déduites de la
5emeligne du fichier, énoncé comme étant le
« Measurement end date and time ».
ç le nom du BSC se lit depuis la ligne 7
intitulée « Output file name »
é les informations sur les compteurs sont obtenues
à partir de la ligne 11.
Moyennant toutes ces informations, il est question d'ajouter
dans le fichier fichier_GSM.txt, la date, l'heure et le nom du BSC aux
données brutes relevées dans le fichier rapatrié. Un
aperçu du fichier résultant est donné sur la figure
Figure 21: fichier de
compteurs bruts avant (a gauche) et après(a droite)
traitement
Production du fichier
fichier_GPRS.txt
Comme il avait déjà été
mentionné, les informations utiles du GPRS se trouvent dans les dossiers
MFS, ce qui revient à traiter 48 fichiers (24 fichiers
par MFS*2 MFSs). Il est déduits de ces fichiers, les mêmes
informations de date et d'heure pour chaque fichier de MFS, auxquelles sont
ajoutées les valeurs effectives des compteurs bruts en faisant usage du
même script que celui de la production du fichier
fichier_GSM.txt.
Aussitôt qu'un fichier de MFS est traité en
entier, il est recopié dans le fichier fichier_GPRS.txt et son
chargement dans la base de données est désormais possible, au
même titre que celui du fichier fichier_GSM.txt.
2.1.3 Chargement
dans la base de données et agrégation des compteurs :
Pour la mise en oeuvre du chargement de la base de
données, il faut créer 02 tables tampons (tampon_GSM et
tampon_GPRS) qui contiennent autant de colonnes que les fichiers
fichier_GSM.txt et fichier_GPRS.txt. Le chargement se fait
comme suit :
§ Supprimer le contenu de la table tampon_X avec X =
{GSM, GPRS} ;
§ Charger le fichier fichier_X.txt dans la table
tampon_X avec X = {GSM, GPRS} ;
Nota :Tampon_X désignera pour la
suite les deux tables tampons.
La disponibilité de l'ensemble des 24 groupes de
compteurs (correspondant au groupe de compteurs par heure) pour une cellule
donnée permet de remplir la table des compteurs journaliers X.
Tables des Compteurs journaliers
GSM et GPRS
Les compteurs journaliers se déduisent des compteurs
horaires disponibles dans la table tampon_X, par agrégation pour une
cellule donnée de ses 24 groupes de compteurs horaires. Les
résultats obtenus sont, à la suite de cette opération,
chargés dans la table des compteurs journaliers GSM (respectivement
GPRS).
Une fois disponibles, ces compteurs permettent d'initier les
taches de :
· Calcul des compteurs journaliers par
région et par BSC (GPRS uniquement) : ils sont obtenus en
agrégeant l'ensemble des compteurs journaliers des cellules d'une
même région (respectivement BSC).
· Le remplissage des tables de compteurs
hebdomadaire et mensuel par localisation:
Lexique :
Localisation = {cellule, région, BSC (GPRS
uniquement)} ;
Y = {semaine, mois} ;
X = {GSM, GPRS} ;
jj = jour des opérations.
L'algorithme de remplissage au mois ou à la semaine est
le suivant :
Si jour jj = début_de_Y alors
Pour chaque localisation comme Z
ý Agréger tous les
compteurs journaliers X de Z entre
jour_début = début_de_(Y-1) et jour_fin =
jj-1 ;
ý Copier les
résultats des compteurs obtenus dans la
table_compteurs_localisation_Y_X
Algorithme 1 :
remplissage des tables de compteurs hebdomadaire et mensuel par
localisation
Disposant de tous les compteurs pour chaque type de
localisation et pour différentes granularités (jour, semaine,
mois), le calcul des indicateurs clés de performances (KPIs) pour ces
mêmes zones et granularité peut être engagé.
2.1.4 Calcul des
indicateurs
Rappelons que les indicateurs sont des fonctions de compteurs.
Plusieurs documents qui normalisent les formules donnant ces indicateurs en
fonction des compteurs, sont déployés par les constructeurs des
équipements du réseau dans le sens d'aider ses exploitants
à une meilleure supervision. Cependant ces exploitants, en fonction de
leur objectif, peuvent modifier certaines formules d'indicateurs pour qu'elles
répondent aux contraintes qu'ils se sont fixées, au regard du
contexte local. En guise d'illustration, le service Radio d'Orange, au
delà de la formule classique du Call Setup Success Rate définie
par ALCATEL dans le document GERAN radio FT Group Indicators, utilise
une autre formule pour l'optimisation radio. Elle prend en compte le contexte
local et les contraintes de performance.
Après avoir pris connaissance des toutes les formules
donnant les indicateurs de performance GSM et GPRS en fonction des compteurs,
il est maintenant possible de créer une procédure stockée
qui permette leur calcul automatique. Par localisation (cellule, région
ou BSC), les indicateurs seront calculés tous les jours, tous les
débuts de semaine et de mois.
Les indicateurs obtenus peuvent ensuite permettre de
déclarer l'ensemble des cellules en alerte en fonction des valeurs
qu'elles auront atteintes sur la période d'observation, ce moyennant des
techniques de détection qui seront étudiées par la
suite.
Notons cependant que les indicateurs calculés sur les
régions ou sur les BSCs sont destinés à produire un
rapport hebdomadaire de l'état du réseau, par conséquent,
les alertes seront limitées aux cellules seules.
2.1.5 Déclaration des alertes
Les alerteurs, autant que les indicateurs, sont
définies quotidiennement, hebdomadairement et mensuellement sur
l'ensemble des cellules du réseau. Pour leur évaluation 04
critères standardisés sont utilisés :
Ø Pour les alertes journalières :
· le dépassement de seuil ;
· les fortes variations d'indicateurs;
Ø l'occurrence de dépassement de seuil pour les
alerteurs hebdomadaires ou mensuelles ;
Ø La méthode des 7 jours.
Les seuils de détection sont obtenus pour chaque
indicateur, en tenant compte de la nature de la zone dans laquelle se trouve la
cellule en étude. 03 classes de zones ont été
définies :
· Les zones rurales
· Les zones semi-urbaines
· Les zones urbaines
Cette classification permet de définir les seuils en
tenant compte du niveau de sollicitation du réseau dans la cellule
considérée. A ce titre, ces seuils seront d'autant plus faibles
que la zone dans laquelle se trouve la cellule, sera urbanisée ;
ceci dans le souci de plus contraindre les zones à fort trafic.
En ce qui concerne les valeurs de seuils, une étude
statistique est menée sur les meilleures valeurs d'indicateurs
exportées de RNO, sur une période donnée et pour un type
de zone donné (rurale, semi-urbaine, urbaine). La distribution obtenue,
de type Gaussien, permet d'obtenir la moyenne ì et l'écart-type
ó des valeurs de l'indicateur en observation.
Puisqu'en fin de compte, l'indicateur à
améliorer, est le Call Setup Success Rate (CSSR), sa valeur
doit être maximisée. Ceci revient à minimiser les
indicateurs SD_Fail, TCH_Fail, SD_Congestion,... ainsi les seuils se doivent de
déplacer la moyenne des valeurs de ces indicateurs vers la gauche,
d'où le choix de les avoir très contraignants :
Il a été dans le cadre de cette étude,
choisie comme valeur seuil pour chaque indicateur et pour chaque zone S =
ì - ó.
Avec cette considération, si l'on fait passer la valeur
d'un indicateur en dessous de ce seuil alors, sa moyenne tendra a
diminué dans l'ensemble. Il reste à définir en fonction de
la granularité, la méthode d'alerte à appliquer sur une
cellule, sachant maintenant quelles sont les différentes valeurs des
seuils statistiquement déterminés.
Méthode de
dépassement de seuil
Pour chaque cellule du réseau
Pour chaque indicateur évalué sur cette
cellule
Si indicateur = seuil_indicateur_zone alors
alerter cette cellule
Fin pour
Fin pour
Cette méthode s'applique uniquement au jour et son
principe est décrit ci-dessous :
Algorithme 2 :
méthode de dépassement de seuil
Seuil statistique
Début de semaine
Fin de semaine
Valeur de l'indicateur
Valeur seuil atteinte et dépassée
Période d'observation
Où seuil_indicateur_zone représente la
valeur du seuil statistique définit pour un indicateur donné, sur
toutes les cellules d'une zone précise.
Figure 22 :
méthode de dépassement de seuil
Forte variation d'un indicateur
dans le temps
Pour chaque cellule du réseau
Pour chaque indicateur évalué sur cette
cellule
Si alors alerter cette cellule
Fin pour
Fin pour
Elle est utilisée en complément à la
méthode de dépassement de seuil dans la mesure de juger d'une
situation d'alerte avérée, à partir de la variation
relative de la valeur de l' indicateur en observation, sur sa valeur le jour
précédent. Autant cette méthode peut être
appliquée sur la détection au jour autant on peut s'en servir
pour la détection à la semaine (respectivement au mois) en
faisant la variation relative sur un même jour de 02 semaines
(respectivement mois) consécutives (respectivement consécutifs).
Ce principe est résumé par l'algorithme suivant :
Algorithme 3 :
méthode de forte variation dans le temps
Avec X = {jour, semaine, mois} et
Seuil statistique
Début de semaine
Fin de semaine
Valeur de l'indicateur
Période d'observation
Variation >= 30 %
X-1 = {jour précédent, semaine
précédente, mois précédent}
Figure 23 :
illustration d'une forte variation d'indicateur
Occurrence de dépassement
de seuil dans le temps
Toujours dans le sens d'affiner la détection
d'incidents, il peut être défini un autre seuil
« bas » de détection, en plus de celui
déterminer statistiquement. Cette méthode est applicable sur les
semaines comme sur les mois. Cependant la figure ci-dessous pour expliciter
les motivations de la mise sur pied de cette méthode, adoptera une
observation hebdomadaire.
Seuil statistique
Seuil « bas »
Début de semaine
Fin de semaine
Valeur de l'indicateur
Période d'observation
Figure 24 : occurrence de
dépassement
En effet, si l'on ne s'en tient qu'aux méthodes
précédemment évoquées, à la limite, seule la
méthode des fortes variations pourrait déceler un incident.
Hormis cette situation, étant donné que le seuil statistique n'a
été atteint en aucun jour de cette semaine alors, on serait
tenté de croire qu'il n'existe pas de réel problème sur le
site en observation, ce qui est loin d'être le cas.
La définition d'un seuil
« «bas » permet ainsi de gérer cette situation
en comptant le nombre d'occurrence de son dépassement et au delà
d'une certaine valeur, la cellule concernée est alertée sur la
semaine ou sur le mois. Chaque jour que ce seuil sera atteint, un compteur sera
incrémenté et en fin de semaine la valeur de ce compteur donnera
l'état d'alerte sur la cellule.
//initialisation du compteur en début de semaine ou de
mois
ý Si jj = début_de_Y alors
// Y = {semaine, mois}
Compteur _indicateur_cellule = 0 ;
//détection du dépassement de seuil
« bas »
ý Pour chaque cellule du réseau
Pour chaque indicateur évalué sur cette
cellule
Si indicateur = seuil_bas_indicateur_zone alors
Compteur_indicateur_cellule = Compteur_indicateur_cellule +
1 ;
Fin pour
Fin pour
// Alerte sur la cellule en fin de semaine ou de mois
ý Si jj = fin_de_Y alors
// Y = {semaine, mois}
Si compteur_indicateur_cellule = max_occurence_zone
alors alerter la cellule
Algorithme 4 :
dépassement de seuil dans le temps
Où seuil_bas_indicateur_zone représente
la valeur de seuil bas définit pour un indicateur donné, sur une
zone précise.
Compteur_indicateur_cellule est le nombre de
fois qu'un indicateur dépasse le seuil bas en une semaine.
max_occurence_zone désigne la valeur
maximale du nombre de dépassement du seuil « bas »
définit dans cette zone (rurale, semi-urbaine, urbaine)
Méthode des 07 jours
Contrairement à celles suscitées, la
méthode des 07 jours s'affranchit de toute
périodicité fixe ; les 7 jours dont il est question peuvent
appartenir à une même semaine (respectivement un même mois)
ou non. C'est donc un processus itératif sur le temps.
Son principe consiste à observer l'évolution
d'un indicateur sur une cellule, pendant 7 jours consécutifs. Si cette
évolution est monotone pendant ces 7 jours alors la cellule est en
alerte, sinon, si avant d'atteindre ces 7 jours, on observe un changement de la
monotonie, alors l'étude est annulée pour les jours
écoulés et est reprise dès le lendemain. Cette
méthode vient également en complément à la
méthode de dépassement car il peut se trouver que sur 7 jours
consécutifs, l'indicateur en observation n'ait pas atteint le seuil
statistique et pourtant a conservé un même sens de variation (voir
figure ci-dessous). D'où l'intérêt de cette méthode
qui traduit en général les problèmes matériels ou
qui permet d'anticiper sur des incidents portés à longs
termes.
Période d'observation
Seuil statistique
Jour 1
Jour 7
Valeur de l'indicateur
Figure 25 :
méthode des 7 jours
Le schéma élaboré de fonctionnement de
cette méthode est généralisé par l'algorithme
suivant :
//séquence d'initialisation effectuée une seule
fois
ý Pour chaque
cellule du réseau
Pour chaque indicateur évalué sur cette
cellule
compteur_indicateur = 0 ;
Fin pour
Fin pour
//opération effectuée au jour jj
ý Pour chaque
cellule du réseau
Pour chaque indicateur évalué sur cette
cellule
Si compteur_indicateur = 0 alors
Si indicateur_jj = indicateur_(jj-1) alors
état = 0 ;
Sinon état = 1 ;
Sinon
Si [ indicateur_jj = indicateur_(jj-1) et état
= 0 ] ou [ indicateur_jj = indicateur_(jj-1) et état = 1 ]
alors
compteur_indicateur = compteur_indicateur +1 ;
Sinon compteur_indicateur = 0 ;
Fin si
Si compteur_indicateur = 7 alors
compteur_indicateur = 0 ;
Fin pour
Fin pour
Algorithme 5 :
méthodes des 7 jours
Où compte_indicateur détermine le
nombre de fois que la même tendance a été observée
pour un indicateur d'une cellule quelconque ;
indicateur_jj est l'indicateur du jour jj ;
état est un bit qui vaut
« 0 » en cas de croissance d'un indicateur donné
pour une cellule donnée et « 1 » dans le cas
contraire;
Cette méthode peut être allégée en
fonction des contraintes remarquables sur le réseau ce, en
tolérant des prompts changements de sens de variation, seulement en un
jour.
À partir de ces différentes méthodes de
détection d'incidents, les alertes peuvent être convenablement
déclarées suivant le contexte (jour, semaine, mois)
souhaité. Les cellules impactées une fois étudiées,
justifient un état QoS hebdomadaire lié à une
région, ou à un BSC. En outre, cet état QoS constitue une
documentation importante fournie à la hiérarchie pour un suivi
global du réseau et sa génération pour le moins devra se
faire automatiquement.
2.1.6 Génération
automatique du fichier de reporting hebdomadaire.
Le fichier de reporting hebdomadaire est un fichier qui permet
aux responsables du groupe Orange de se mettre au parfum de l'état
d''evolution de certains indicateurs clés de performance sur le
réseau. Il regroupe les informations sur toutes les régions et
présente les valeurs des indicateurs calculées sur chacune de ces
régions, sur plusieurs semaines. Pour une meilleure visualisation, il
est ajouté à ce fichier des représentations graphiques.
La génération automatique de ce fichier se fait
depuis l'interface web et par là, il est nécessaire de passer
avec succès les étapes suivantes :
· Après sélection de la période
d'observation des indicateurs et validation, les résultats obtenus
depuis la table des indicateurs hebdomadaires des régions ou des BSCs,
sont écris dans un fichier texte en même temps qu'ils sont
affichés pour une prévisualisation sur la page Web.
· Le lien qui débouche sur l'exportation du
fichier de reporting hebdomadaire et qui ne s'affiche qu'à la fin de
l'étape précédente, ouvre un classeur Excel qui lui,
exécute automatiquement une macro. Cette macro ouvre le fichier texte
créé et copie son contenu dans le classeur. Ensuite, les valeurs
copiées servent à tracer le graphe d'évolution des
indicateurs des régions sélectionnées, lequel graphe est
placé juste à la suite des données copiées.
Ceci clôture le processus de génération
des fichiers de reporting à partir des indicateurs calculés sur
les cellules des différentes régions, déduits des
compteurs horaires (par cellule) obtenus par rapatriement depuis le serveur ftp
des données de l'OMC-R et traitement en local. Toujours dans le suivi
des incidents, les mesures effectuées sur les sites contribuent
remarquablement au décèlement de l'origine des problèmes
survenus sur le réseau d'accès et l'apport d'un archivage
cohérent des échantillons obtenus à la suite de chaque
mesure ou d'un état de couverture (voire qualité) précis
sur une zone, rendrait davantage convivial l'environnement de travail à
développer.
2.2 Mesures
Radio
Les informations nécessaires à la mise sur pied
de cette partie dans la plateforme, sont renseignées depuis l'interface
Web. La présentation qui suit, expose la méthode d'archivage dans
la base de données et l'enregistrement des projets de mesures dans un
serveur de données local. En outre, il reste tout aussi important de
présenter la méthode de sauvegarde des échantillons
mesurés lesquels permettent de juger sur la dégradation ou non du
taux de couverture ou de la qualité.
2.2.1 Archivage des mesures Radio
Les parcours de mesure sont en général faits sur
des zones où sont observés des disfonctionnements et leur
analyse permet d'apporter une potentielle solution aux problèmes
posés.
Sur le terrain, ils sont relevés les valeurs
d'échantillons traduisant les projets RxLev, RxQual, SQI, FERSUB (Frame
Erasure Rate), BESTSERVER (meilleure serveuse) pour chaque type de mesure.
Ensuite, à partir de ces mesures, il est dégagé un
éventail de problèmes et des propositions d'actions à
mener pour les résoudre. Pour assainir l'opération d'archivage,
il sera requis en général :
§ Le type de projet (Plan de Fréquence, Benchmark,
Plainte Client,...) ;
§ La localité dans laquelle ont été
faites les mesures ;
§ La date du jour des opérations de
mesure ;
§ L'ensemble des projets de mesure (RxLev, RxQual, SQI,
FERSUB,...) ;
§ Le fichier présentant les problèmes
décelés et des propositions solutions ;
§ Un commentaire laissé par le signataire.
Les 03 premières informations permettent de construire
de manière unique un objet dont les attributs sont les 02
critères suivants (date et projet de mesures) et sert de clé
d'accès au commentaire laissé par le signataire.
Pour chaque projet de mesure, les échantillons obtenus
traduisent la bonne, moyenne ou mauvaise qualité de l'indicateur
étudié. Sur une longue période, il est souvent utile si
plusieurs mesures sont réalisées sur une même zone,
d'observer l'évolution des indicateurs (de couverture et de
qualité) et d'en tirer les conclusions qui s'imposent. Un moyen d'y
parvenir serait d'enregistrer chaque fois les échantillons
mesurés pour chaque projet de mesure archivé.
2.2.2 Enregistrement des
échantillons des projets de mesure
La boite de mesure sur un parcours, émet des
échantillons et les reçoit en les groupant en 03 classes :
bonne, mauvaise et moyenne qualité. Le nombre d'échantillons de
chaque classe est incrémenté en fonction de l'échantillon
reçu. Au final, les proportions de chacune des classes peuvent
être déterminées et se sont elles qui sont destinées
à l'enregistrement.
L'enregistrement des échantillons requiert
également la connaissance de certaines informations :
§ Le type de projet (Plan de Fréquence, Benchmark,
Plainte Client,...) ;
§ La localité dans laquelle ont été
faites les mesures ;
§ La date du jour des opérations de
mesure ;
§ Le projet de mesure (RxLev, RxQual, SQI,
FERSUB,...) ;
Rappelons que sur une même localité et le
même jour, et pour un même type de projet, il peut être
effectué les mesures de RxLev, RxQual, ... donc, les 03 premières
informations doivent constituer le seul moyen d'accès à un type
de projets. La précision du projet de mesure réalisé,
donne la possibilité d'enregistrer en toute quiétude les
pourcentages d'échantillons (bonne, mauvaise, moyenne) mesurés.
2.2.3 Suivi de l'état de
couverture ou de la qualité d'un site
L'intérêt d'archiver les projets de mesure et les
échantillons correspondants, est aussi porté sur la facilitation
du suivi des indicateurs de qualité ou de couverture sur un site
donné. Pour un problème persistant sur un site, la
réalisation de plusieurs mesures permet d'apprécier
l'amélioration ou la dégradation des indicateurs. Dans un cas
comme dans l'autre, il doit être possible de faire un suivi en indiquant
si le problème reste en cours de résolution ou s'il est
résolu et clôturé.
Dans le cas où le problème serait en cours, des
actions sur le site cible peuvent être réalisées en
enregistrant des OT (Ordre de Travail) dans le même répertoire que
celui contenant le type de projet et en déposant un commentaire
approprié pour consultation ultérieure. Cette opération se
fera autant de fois que le problème persistera.
Si par contre le problème est résolu, alors il
est clôturé avec un commentaire à l'appui, et une
étiquette est donnée au site concerné mentionnant ce
nouvel état.
Dans cette perspective, il est prévu de créer
des enregistrements qui prennent en paramètres le site, le type de
projet et la date à laquelle ont été faites les mesures.
Ces paramètres permettront d'indexer l'ensemble de commentaires
laissés à ce sujet et le nombre d'OT transmis pour sa
résolution. Par ailleurs, un champ sera prévu pour indiquer
l'état du problème : en cours ou résolu.
Les bases méthodologiques étant établies,
la conception ne repose plus que sur les détails liés
essentiellement au choix des outils informatiques.
3. Conception de la plateforme
Cette partie met en évidence les outils informatiques
utilisés aux fins définies dans la méthodologie et
décrit la mise en place effective des modules précédemment
annoncés.
3.1 Outils
informatiques
Quelques plateformes ont servi au développement des
modules définis dans la méthodologie. Avant de s'interroger sur
le fonctionnement de ces modules, il importe de s'approprier les vertus des
outils ayant permis leur développement.
3.1.1 Active Perl
Ce langage est réputé pour son efficacité
dans les taches de traitement de fichiers. Avec son usage en ligne de commande,
la rapidité d'exécution de ces scripts est remarquable et donc
fort adaptée au rapatriement et traitement des fichiers des compteurs
bruts en particulier.
Les scripts générés par cette plateforme
étant des exécutables, leur planification pour une automatisation
quotidienne des travaux de rapatriement et de traitement est réalisable
sous le système d'exploitation Windows ou Vista.
3.1.2 SQL Server 2000
SQL Server 2000 est une version du SGBDR, Système de
Gestion de Base de Données Relationnelles, de Microsoft. Cette version
inclut un support XML et HTTP, permettant d'accéder aux données
depuis un navigateur, ou d'une application pouvant créer des
requêtes HTTP. Nous avons choisi ce SGBD pour ses avantages multiples
notamment: sa performance, sa rapidité de mise en oeuvre, son
évolutivité et sa fiabilité. Pour plus d'informations
sur les fonctionnalités de SQL Server, voir les adresses
suivantes :
http://www.microsoft.com/france/sql/decouvrez/fonction.asp
http://
www.microsoft.com/sql/worldrecord
En outre SQL Server offre le service DTS (Data
Transformation Service) à ses utilisateurs à
travers le design de lots. En effet, les lots DTS sont des travaux que l'on
peut définir sur SQL Manager dans le but d'importer / exporter des
données ou d'exécuter des procédures stockées. Ils
permettent également de planifier des taches qui s'effectuent aux
instants précisés dans l'assistant de planification.
Toutes ces propriétés nous sont d'un grand
intérêt dans la mesure où les valeurs de compteurs bruts se
trouvent dans un fichier texte (prêt a l'importation dans la table
tampon), que le calcul des indicateurs requiert l'enregistrement et
l'exécution de procédures stockées et surtout, que tous
ces travaux doivent être synchronisés et réalisés
automatiquement.
3.1.3 Microsoft Excel: VBA (Visual Basic
for Application)
Dans son ensemble, l'utilisation d'Excel est plus
indiquée pour des applications calculatoires pour lesquelles des
formules classiques ou des fonctions quelconques en général, sont
appliquées. Cependant, un volet développeur est rendu disponible
aux utilisateurs désirant créer ou personnaliser de nouvelles
fonctionnalités. L'utilitaire dont il est question est bien le VBA
(Visual Basic for Application). Souvenons nous que la génération
du fichier de reporting hebdomadaire doit être obtenu sous format Excel
et ce par exécution d'une macro. Par ailleurs, le nombre impressionnant
d'indicateurs à calculer à partir des requêtes SQL envisage
d'opter pour une solution d'automatisation de celles-ci. L'adoption d'une
plateforme telle que Microsoft Excel, par ses macros VBA, est donc utile tant
pour la production du rapport que pour la génération rapide des
formules d'indicateurs en fonction des compteurs bruts.
3.1.4 Macromédia
DreamWeaver
Macromedia Dreamweaver MX 4 est un éditeur HTML
professionnel destiné à la conception, au codage et au
développement de sites, de pages et d'applications Web. Quel que soit
l'environnement de travail utilisé (codage manuel HTML ou environnement
d'édition visuel). Ainsi nous nous sommes servis des langages
suivants:
· Le Langage HTML (HyperText Mark-Up Language) pour la
création de pages Web
· CSS (Cascading Style Sheets) pour la création
feuilles de style et la mise en forme des pages Web.
· JavaScript nous a permis de rendre dynamique les pages
Web côté client.
Flash
Macromedia Fireworks 4 est la solution de
référence pour la conception et la production de graphiques Web
professionnels. Il s'agit du premier environnement de production permettant
d'aborder et de résoudre les défis particuliers posés aux
concepteurs et aux développeurs de graphiques Web.
Cet outil Macromedia est utilisé pour créer,
modifier et animer des graphiques Web, ajouter des fonctions
d'interactivité avancées et optimiser les images dans un
environnement professionnel. Fireworks nous a permis de créer et de
modifier des graphiques bitmap et vectoriels dans une seule application. Tout
reste entièrement modifiable, à tout moment. En outre, nous
pouvons automatiser le déroulement du travail pour satisfaire aux
exigences de longues mises à jour et modifications.
Mis ensemble, les modules réalisés à
l'aide des outils informatiques sus mentionnés donnent lieu aux
différentes architectures fonctionnelles de la plateforme.
3.2 Architecture
fonctionnelle de la plateforme
Cette architecture pour des raisons de clarté a
été éclatée en 02 suivant les grandes orientations
du projet : l'état QoS et les mesures Radio.
3.2.1 Architecture de
d'établissement de l'état QoS
Il est retrouvé dans cette architecture les
différents modules allant du rapatriement de données
jusqu'à la génération des alertes (et/ou d'un fichier de
reporting) ce en passant par le calcul et la sauvegarde des indicateurs de
performances auxquels sont associés les outils informatiques ayant
permis leur réalisation. La figure ci-dessous laisse transparaitre le
fonctionnement de l'application, qui tente d'imiter celui du serveur NPA,
sources des données exploitables de RNO.
Figure 26 :
architecture fonctionnelle de l'état QoS
Avant de planifier cet ensemble de taches, une synchronisation
minutieuse doit être définie afin d'éviter tout aléa
de fonctionnement. La figure ci-dessous en est une solution envisageable.
Figure 27 : lot
principal
La mise en cascade de tous ces lots garantie une
exécution conforme des uns à la suite des autres.
Désormais, la planification ne présente plus de danger
d'asynchronisme. Il est utilisé à cette fin l'assistant de
planification comme présenté ci-contre:
Figure 28 : assistant
de planification
Dans cet environnement où est abritée notre
application, le rendu des informations sur les indicateurs ou sur les alertes
du réseau, est assuré sur tous les jours précédant
le jour où sont effectuées les requêtes dans les tables de
la base de données. De même, il est possible depuis une page Web,
via PHP, de générer un reporting sur les semaines
préalablement choisies sur l'interface.
3.2.2 Architecture des mesures Radio
Les principaux échanges sont faits entre l'utilisateur
(sur l'interface), le serveur des mesures enregistrées sous forme
d'images, et la base de données des échantillons et des
commentaires y afférant. L'organisation architecturelle est la
suivante
Serveur APACHE
Base de données des échantillons et des
commentaires
Serveur de mesures
:
Intranet
Figure 29 :
architecture fonctionnelle des mesures Radio
Au besoin l'utilisateur interroge :
ü soit le serveur de mesures pour la visualisation ou
l'enregistrement d'un type de mesure ;
ü soit la base de données pour le tracé de
l'évolution des échantillons ou le suivi des états de
couverture et de qualité des sites déjà
évalués en mesure Radio.
Cette base de données a une configuration qui permet
tant de gérer l'archivage des mesures que l'enregistrement des
échantillons et le suivi des sites. Le modèle relationnel des
tables ci-dessous en font une illustration appropriée:
Figure 30 : conception
de la base de données des mesures Radio
L'élément partagé par ces 02 plateformes
est l'interface Web, qui assiste l'utilisateur à la confection de ces
requêtes. Un intérêt particulier y sera accordé dans
la partie suivante pour une démonstration de son utilisation.
|
Chapitre
3 :
RESULTATS ET COMMENTAIRES
|
|
Cette partie est exclusivement consacrée à la
présentation et à l'utilisation efficace de l'interface Web de
l'application développée. C'est le seul moyen de communication
entre un utilisateur de l'intranet et les bases de données des alertes
(ou des indicateurs) et le serveur de mesure. Son exploitation dépend du
profil de l'utilisateur connecté.
Profil utilisateur
|
Droits
|
Restrictions
|
Ingénieur - admin
|
· d'effectuer des actions d'optimisation sur des
cellules à indicateurs dégradés et de les
enregistrer;
· d'ajouter de nouvelles cellules dans la table
de localisation de l'ensemble des cellules du réseau ;
· d'insérer, modifier ou supprimer des
commentaires sur les états QoS hebdomadaires ;
· de générer des rapports sous
format Excel d'état QoS ;
· de gérer les comptes utilisateurs
(modifier profil, supprimer,...) ;
· de consulter les projets préalablement
ajoutés par les techniciens de mesure;
· de consulter l'état de couverture et de
qualité des sites parcourus en mesure Radio.
|
· ajouter un nouveau projet de mesure et des
échantillons correspondants ;
· supprimer des fichiers de mesure.
|
1. Profil utilisateur
Les profils sont regroupés en 02 groupes :
1.1 Profil
Ingénieur
Tableau 9 : Profil
admin alloué aux ingénieurs
1.2 Profil
technicien
Profil utilisateur
|
Droits
|
Restrictions
|
Technicien -- tech
|
· de consulter des actions d'optimisation
enregistrées;
· de consulter les commentaires faits par les
ingénieurs sur les états QoS hebdomadaires ;
· d'ajouter les projets de mesure
Radio;
· de faire des commentaires sur l'état de
couverture et de qualité des sites parcourus en mesure
Radio.
|
· gérer les comptes utilisateurs (modifier,
supprimer,...) ;
· ajouter de nouvelles cellules dans la table de
localisation de l'ensemble des cellules du réseau ;
|
Tableau 10 : Profil
admin alloué aux techniciens
Les profils ainsi définies sont automatiquement pris en
compte aussitôt que le login de l'utilisateur est validé par
l'application avec succès. Ce profil lui est d'ailleurs rappelé
en haut de page du menu. En ce qui concerne la navigation, l'architecture
ci-dessous donne un aperçu de l'ensemble des opérations qui
peuvent être réalisées depuis cette plateforme.
Figure 31 :
Architecture structurelle de la plateforme
2. Présentation de l'interface
Web
Elle présente l'ensemble des taches qui peuvent
être effectuées sur l'interface web.
3
2
1
Figure 32 : menu
principal
Un menu d'accès rapide(1) est également
disponible sous la bannière du titre et les liens associés
aboutissent sur des opérations communément sollicitées.
A gauche de cette fenêtre ce trouve l'ensemble des
informations présentant l'état QoS(2) ainsi que les mesures
Radio(3).
2.1 Etats QoS
Le menu de l'état QoS est représenté dans
le premier cadre de gauche(2). Ce dernier contient également les
informations d'administration telles que l'ajout de nouvelles cellules.
2.1.1 Déclaration des nouvelles
cellules
Ce volet concerne les cellules qui seraient apparues pour la
première fois dans la table de localisation. L'adjonction de ces
nouvelles cellules dans la table de localisation requiert un profil
« admin ». Avec un profil
« tech », le système rejette la demande
comme le montre la figure de gauche :
Figure 33 :
déclaration de nouvelles cellules profil tech (à gauche)
et profil admin (à droite)
Ainsi, un ingénieur peut insérer une nouvelle
cellule en remplissant le formulaire qui s'ouvre au click sur la cellule en
question.
Figure 34 : insertion
de nouvelle cellule
Remarquons que l'insertion des nouvelles cellules doit se
faire le plutôt possible afin d'observer dès le jour suivant, ses
indicateurs ou les éventuelles alertes qui y seront enregistrées.
En gros, pour qu'une cellule soit étudiée, elle doit être
enregistrée dans la table de localisation.
2.1.2 Détection des points noirs
GSM
Cette rubrique permet d'étudier l'ensemble des alertes
déclarées sur le réseau à compter de la veille du
jour des observations sur l'interface Web. Elle offre aussi un nombre
confortable de filtres - notamment sur le type de dysfonctionnement, le type
d'alerte, la localisation et la granularité (jour, semaine, mois) - pour
une spécification assez précise de l'étude à mener.
Figure 35 :
détection des points noirs
Les résultats obtenus après validation des
paramètres d'entrée, présentent comme dans le cas de la
figure, l'ensemble des cellules de Douala en alerte sur l'indicateur
« coupure sur le canal SD » le 28 /04/2009.
Les cellules obtenues sont rangées dans l'ordre décroissant des
trafics totaux de ce jour. Ceci définit un ordre de priorité
logique dans la résolution des problèmes rencontrés,
laquelle est accordée aux cellules de plus fort trafic. Par ailleurs, la
colonne colorée en bleue indique l'indicateur principal à
optimiser tandis celle colorée en jaune correspond au type d'alerte
observée.
Au besoin, pour une cellule en particulier, on pourrait
s'intéresser aux valeurs d'indicateurs qu'elle a antérieurement
présentées, afin de remonter la cause d'un dysfonctionnement. Un
lien placé juste au dessus de la table des résultats permet d'y
parvenir. En précisant les informations requises sur la page qui
s'ouvre, on obtient une courbe des indicateurs sélectionnés sur
la période choisie.
Figure 36 : suivi de
l'évolution des indicateurs sur une région
Par ailleurs, l'ingénieur peut être tenu
d'effectuer des actions d'optimisation sur une cellule alertée. Il lui
suffit pour cela de cliquer sur la cellule impactée et de remplir le
formulaire d'ordre de travail qui s'ouvre. Notons qu'un technicien qui
effectuerait la même opération, obtiendrait le même
formulaire rempli, si un ingénieur, pour ce même
dysfonctionnement, pour cette même cause et pour cette même
cellule, avait préalablement laissé un commentaire. Autrement, ce
formulaire s'ouvrirait vide et même en remplissant l'insertion ne serait
pas possible grâce a l'inactivité du bouton
« envoyer » (voir figure).
Profil « tech »
Profil « admin »
Figure 37 : insertion
d'une action d'optimisation
Si le problème persiste (bouton en cours
coché avant émission de l'ordre de travail) alors à la
prochaine ouverture de cette page, les précédentes actions
menées seront présentées. Si par contre, le
problème est clôturé alors la prochaine ouverture de cette
page affichera un formulaire vide.
Après l'envoi de cet ordre de travail, il ya
possibilité de le retrouver en effectuant une recherche dans les
archives, moyennant l'option historique du menu, qui sera
étudiée ultérieurement.
2.1.3 Tableau de bord
Tableau de bord GSM
Le tableau de bord GSM représente sur 5 semaines
consécutives se terminant à la semaine entrée sur le champ
« semaine », les valeurs d'indicateurs
clés de performance KPIs sur la région sélectionnée
(figure 38). Si pour l'une des semaines les données n'ont pas
été remontées du serveur, alors cette semaine sera
simplement ignorée.
Cette option offre ainsi la possibilité à
l'ingénieur d'apprécier les indicateurs d'une semaine à
partir de ceux des semaines antérieures. L'analyse qu'on peut y porter
servira plus tard à faire des commentaires utiles à la
compréhension d'une situation courante sur une région, notamment
lors de la production du reporting.
Figure 38 : tableau
de bord GSM pour un profil admin
Le sous-menu de la figure ci-dessus, permettra donc soit
d'insérer un commentaire (figure 39), soit de le modifier si à
termes le problème a été corrigé, soit enfin de
supprimer pour une raison particulière, un commentaire jugé plus
très utile.
Figure 39 : page des
commentaires
En ce qui concerne le technicien, la page à laquelle il
aura droit, sera sans possibilité d'actions. En effet, il trouvera
écrit dans une zone de texte, l'ensemble des commentaires sur chaque
indicateur de la région et pour la semaine
sélectionnée.
Figure 40 : tableau de
bord GSM pour un profil tech
Tableau de bord GPRS/EDGE
Il permet de visualiser les valeurs des indicateurs pour
chacune des technologies GPRS et EDGE. Le choix de l'une d'entre elles dressent
une liste d'indicateurs différente de celle de l'autre. Par ailleurs,
les informations à renseigner sur la granularité et la
localisation sont requises. Enfin, le choix des indicateurs à visualiser
sur la période d'observation définie, permet après
validation de la requête, d'observer à la fois des valeurs des
indicateurs sélectionnés et leur tracé.
Figure 41 : tableau
des valeurs d'indicateurs GPRS
Au besoin, les valeurs peuvent être masquées au
profit de la courbe située juste en dessous pour une visualisation plus
confortable.
Figure 42 :
tracé d'un indicateur GPRS sur plusieurs régions
Un menu mobile en haut (à gauche) de page est
prévu pour un retour au menu principal.
2.1.4 Evaluation des Key Performance
Indicators KPIs
C'est la partie qui élabore le reporting hebdomadaire
de l'état QoS sur une ou plusieurs régions. Ce formulaire
prend en paramètres :
§ un KPI choisi du menu déroulant d'indicateurs,
§ la (les) région(s) désirée(s) pour
la confection du rapport et enfin
§ les dates de début et de fin d'observation.
Le résultat obtenu donne la possibilité à
l'utilisateur d'avoir un premier aperçu des valeurs de l'indicateur de
chaque région sélectionnée sur la période
d'observatio, ainsi que le tracé de l'évolution de cet indicateur
pendant le même temps.
Figure 43 :
aperçu des valeurs de l'indicateur sur les régions
Au dessus de la table des valeurs, se trouve un signet
« voir courbe » sur lequel un click masque
cette table et affiche l'image des différentes courbes, en changeant ce
signet en « voir les données ».
Figure 44 :
aperçu des courbes de l'indicateur sur les régions
A gauche de ce signet, on a un lien qui permet d'exporter
toutes ces informations sur format Excel et l'enregistrement du rapport
devient, dès lors, possible.
Figure 45 : production
du fichier Excel de rapport d'état QoS
2.1.5 Historique
Comme cela avait déjà été
évoqué en fin de paragraphe 2.1.2, toutes les actions
d'optimisation effectuées par les ingénieurs sur les cellules
déclarées en alerte peuvent être retrouvées au
besoin. Chaque fois qu'un texte est saisi dans la zone réservée
à cet effet, une recherche systématique est effectuée sur
toutes les informations comportant le fragment de texte saisi. De fait la
recherche est facilitée et assez précise.
Figure 46 : Historique
des actions
Si après une première saisie, le fragment de
texte en question est effacé, alors la liste de résultats qu'on
obtient présente toutes les actions effectuées sur le type de
problème choisi (problème résolu ou non).
2.1.6 Comptes utilisateurs
Cette rubrique présente toutes les personnes
possédant les droits d'accès à l'application ainsi que
l'ensemble des informations les concernant. Par ailleurs, les utilisateurs
possédant le profil admin peuvent modifier ou supprimer le
compte des utilisateurs ayant le profil tech ce qui n'est pas le cas
pour ces derniers.
Figure 47 : compte
utilisateur profil tech (à gauche) et profil admin
(à droite)
2.2 Mesures
radio
Les accès en écriture sont prioritairement
accordés au technicien Radio, étant donné que l'archivage
des mesures et de leur suivi relèvent de leur activité. Le menu
associé à cette partie prévoit de réaliser les
taches élémentaires suivantes :
§ Ajout et recherche de projet de mesure avec insertion
des valeurs d'échantillons correspondant ;
§ Observation de l'évolution du taux de couverture
et de qualité pour un projet de mesure donné sur une
localité ;
§ Gestion des projets de mesures.
2.2.1 Ajout/recherche de projet de
mesures
Ne disposant pas d'assez d'espace parce qu'ayant a coeur
d'avoir toutes les informations sur une page sans ascenseur, cette partie
débouche sur 3 autres sous-menus internes :
§ Ajouter un projet ;
§ Rechercher un projet ;
§ Insérer données.
Les techniciens ont l'exclusivité sur les options
ajouter un projet et insérer données.
Figure 48 : sous-menu
ajouter/rechercher projet profil admin (à gauche) et profil
tech (à droite)
i. Ajouter un projet
Lorsqu' un technicien clique sur ce bouton, un formulaire
s'ouvre en fonction du type de mesure qu'il aura préalablement choisi.
Ce formulaire prend les paramètres suivant :
§ La localité dans laquelle a été
fait le parcours de mesure ;
§ La date de mesure ;
§ Les projets de mesure (RxQual, RxLev,...) ;
§ Les problèmes relevés et solutions
proposées ;
§ Le nom du dépositaire et son commentaire.
Les projets de mesure sont en général
conservés sous forme d'images désignées sous le logiciel
MapInfo. Ainsi, dans le but de fiabiliser l'importation de ces projets, un
bouton « preview » juste en dessous de cette zone
de texte, permet de prévisualiser l'image importée ceci afin
d'éviter toute confusion désagréable. Ce même bouton
permet également de masquer la prévisualisation une fois qu'elle
sera terminée.
Figure 49 : ajout de
projet avec prévisualisation
ii. Rechercher un projet
Cette option est partagée par les 2 profils et permet
de rechercher un projet enregistré
ü soit pour un technicien, d'ajouter des ordres de
travail sur un problème persistant sur une zone ;
ü soit pour l'ingénieur, d'avoir une idée
sur la qualité de couverture ou des liens Radio afin de poser des
hypothèses d'analyse sur un incident rencontré sur cette
localité.
Figure 50 : rechercher
projet
Une fois que le projet est retrouvé, le lien qu'il
porte ouvre une fenêtre où apparait le rapport de mesure
comportant toutes les informations rentrées par le technicien,
notamment l'ensemble des projets de mesure, le fichier des problèmes et
solutions, et enfin le commentaire de suivi.
Figure 51 : projet de
mesure sur Bangangté le 02/06/2009
Si l'on veut éviter d'utiliser l'ascenseur de cette
page, on peut cliquer sur le bouton « masquer »
qui se trouve en haut et à droite de la page. On aperçoit donc le
contenu du fichier problèmes et de solutions.
Figure 52 :
problèmes et actions proposées sur Bagangté
En masquant les problèmes détectés, il
s'affiche le nom de l'auteur du rapport et tous les commentaires
déjà faits sur ce rapport. Juste en dessous, un espace est
réservé à la spécification de l'état du
problème. Si le problème est en cours, il est
spécifié le nombre d'Ordres de Travail (OT) déjà
envoyés. Dans ce cas, seul le technicien peut ajouter un nouvel OT si
besoin s'impose, en cliquant sur l'option « en cours (xx OTs
envoyés) ». Aussitôt, une petite fenêtre
s'affiche et il y est attendu :
v de préciser le titre de l'OT tel qui sera
affiché aux prochaines consultations ;
v d'importer le fichier d'OT préalablement
formaté en fichier texte ;
v de confirmer l'état de la situation.
C'est cette opération qui consiste au suivi de
l'état de couverture ou de qualité d'une localité.
Figure 53 : suivi de
l'état de couverture de Bagangté
Une fois que le technicien agit sur le bouton
« valider », la petite fenêtre disparait et
le nombre d'OTs envoyés est incrémenté (voir figure
ci-dessous). Avant d'envoyer ces mises à jour, le nouvel auteur
s'identifie dans le champ « porteur » et un click
sur le bouton « ajouter un commentaire » l'invite
à renseigner son commentaire à ce sujet.
Figure 54 :
commentaire sur la mise à jour
iii. insertion des données
Les projets en images permettent, moyennant la légende
des niveaux de signal (bonne, mauvaise, moyenne, indoor, outdoor,...), d'avoir
un aperçu de la distribution de la qualité de couverture sur la
localité étudiée. Il importe pour plus de précision
d'enregistrer le nombre d'échantillons effectivement mesurés sur
site. Ce sous menu permet d'enregistrer le nombre d'échantillons
mesurés sur chaque niveau de signal, pour un projet connu.
Figure 55 : insertion
de valeurs d'échantillons
A l'enregistrement de ces valeurs, une représentation
statistique, des proportions de nombre d'échantillons de chacun des
niveaux, est faite pour donner au technicien, un aperçu des
données qu'il a sauvegardées.
Figure 56 :
représentation statistique du nombre d'échantillons
Lorsque les mesures sont à plusieurs reprises
effectuées sur un même site, il serait judicieux de
représenter la progression des échantillons mesurés dans
le temps. Elle peut être révélatrice d'un incident imminent
pour les ingénieurs.
2.2.2 Evolution des échantillons
de mesure
Dans le formulaire correspondant, l'utilisateur choisi une
mesure existante, réalisée sur une région
donnée.
La liste des projets de mesure apparait ensuite dans le menu
déroulant image de droite. Aussitôt que l'un des projets
de ce menu déroulant est choisi, le tracé concernant l'ensemble
de ces informations est renseignées.
Figure 57 :
évolution des échantillons de mesure_data_Abiete
2.2.3 Aspect du serveur de mesure
Les enregistrements effectués par les techniciens lors
de l'ajout de nouveau projet de mesure, sont destinés à un
serveur de mesure organisé de manière à faciliter les
accès lors des recherches d'informations. Dans ce cas en particulier, le
serveur présente la structure suivante :
Figure 58 :
organisation du serveur de mesure
2.2.4 Gestion des projets de mesures
Une fois de plus, seuls les techniciens peuvent supprimer un
projet de mesure enregistré et sa suite (commentaire, Ordre de
Travail,...), de la base de données et du serveur de mesures. Il leur
suffit de sélectionner le(s) projet(s) indésiré(s) en
cliquant soit sur la case à cocher correspondante, soit sur la ligne
le(s) contenant. Ensuite, une action sur le bouton
« supprimer » ouvre une boite de dialogue de
confirmation de l'action, laquelle affranchit tout utilisateur indélicat
qui y aurait cliqué accidentellement.
Figure 59 :
suppression des projets de mesure
La présentation des résultats ci-dessus a permis
de laisser entrevoir l'apport des méthodes développées et
des astuces de conception adoptées, dans la mise en oeuvre de cette
plateforme. Elle se veut indépendante, de manière à voler
à la rescousse des ingénieurs ou techniciens Radio, en cas de
défaillance des outils standards de ce département.
N
ous retenons au terme de ce travail que la supervision d'un
réseau GSM (Global System for
Mobile Communications) requiert une attention
particulière de la part de ses exploitants. Pour l'operateur
Orange Cameroun S.A, cette situation est d'autant plus
réelle que le développement d'un outil d'aide à
l'optimisation de l'interface radio serait fortement sollicité en
renfort aux outils traditionnellement exploités. Face à cette
exigence, Il était principalement attendu de cet outil, qu'il rende
compte des alertes recensées sur l'ensemble des sites
déployés et permette d'effectuer des actions d'optimisation
archivables, et auxquelles l'on pourrait se référer pour des
questions de suivi de qualité. Aussi, cette plateforme devrait
générer automatiquement les rapports hebdomadaires, traduisant
l'état QoS (Quality of Service) du réseau à l'intention de
la hiérarchie. En outre, ce même outil devrait permettre le
partage en ligne des projets de mesure réalisés sur des sites
potentiellement impactés par un dysfonctionnement, ceci au moyen d'un
serveur de mesure. Plusieurs méthodes ont été
étudiées et convenablement utilisées aux fins
décrites par ce cahier de charges et ont contribué, de
manière remarquable et satisfaisante, à implémenter avec
succès cette plateforme, en dépit de toutes les entraves
techniques rencontrées durant la période de stage. Notons
cependant que cette oeuvre reste à être améliorée
avec l'ajout de nouvelles fonctionnalités, notamment celles portant sur
les prédictions de couverture et les C /I au travers du
développement de fichiers SVG représentant les cartes de
couverture d'Orange Cameroun S.A.
BIBLIOGRAHIE ET
WEBOGRAPHIE
Ouvrages et Mémoires
[1] Mathurin OMBANG (06
juillet 2007), Optimisation de la qualité
de service Radio, Mémoire d'ingénieur de
conception, ENSP.
[2] Serge MOUNGNANOU AMBADIANG
(17 juillet 2004), Mise en oeuvre d'un
outil d'optimisation radio : Cas d'Orange Cameroun,
Mémoire d'ingénieur de conception, ENSP.
[3] William NDEFFO TAKA (29
juin 2005), Interface Radio GSM :
Résolution du problème d'interférence par la mise en
oeuvre d'un outil de gestion de fréquence,
Mémoire d'ingénieur de conception, ENSP.
[4] Xavier LAGRANGE, Philippe GODLEWKI, Sami
TABBANE, Réseaux GSM - DCS des principes à la
norme, Edition HERMES, Paris, 1997, pp 85 - 125, pp 266 - 278
Documents Electroniques
[5] Cédric DEMOULIN, Marc VAN
DROOGENBROECK, Principes de base de fonctionnement du réseau
GSM, Département d'Électricité,
Électronique et Informatique (Institut Montefiore) Sart Tilman, B-4000
Liège, Belgique
http://www.ulg.ac.be/telecom/publi/publications/mvd/Demoulin2004Principes/#GGGBTS
, visité le 17/05/2009
[6] Comment Ca Marche, Introduction
au standard GSM
http://www.commentcamarche.net/telephonie-mobile/gsm.php3
, visité le 30/05/2009
[7] Karim El Khazen, Piles de
protocole du système GSM,
http://www.elkhazen.org/internet_mobile_6.html
, visité le 03/06/2009
ANNEXES
Algorithme 6 :
organigramme d'analyse des plaintes clients
#!/usr/local/bin/perl
use Net::FTP;
$dossier = "C:/Documents and
settings/Administrateur/Bureau/test/lemaure";
opendir DIR,$dossier or die" ne peut ouvrir $dossier";
@t = readdir DIR;
for ($i = 0; $ i< = $#t; $i = $i + 1)
{
$dossier1 = "$dossier/$t[$i]";
opendir DIR1,$dossier1 or die" ne peut ouvrir $dossier1";
@t1 = readdir DIR1;
for ($n=0;$n<=$#t1;$n++)
{
unlink("$dossier1/$t1[$n]");
}
closedir DIR1;
rmdir $dossier1;
}
$x=rmdir($dossier);
$ftp =
Net::FTP->new("192.168.119.4", Debug =>
0, Timeout => 500);
$ftp ->login("omc3ftp",'omc3ftp') or die
"Cannot login ", $ftp ->message;
$ftp ->cwd("APME/OBSYNT") or die
"impossible", $ftp ->message;
$t=$ftp->pwd();
@tab= $ftp->ls($t) ;
for ($i = 0; $ i< = $#tab; $i = $i + 1)
{
@t = split /\//, $tab[$i];
$nom_bsc[$i]=$t[3];
}
($jj,$mm,$yy)=(localtime(time()-24*60*60))[3..5];
$yy+=1900;
$mm+=1;
$mm="0$mm" if ($mm <=9);
$jj="0$jj"if ($jj < = 9);
$date = "$yy$mm$jj";
chdir 'C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\test';
mkdir lemaure;
print "\n\n $date";
chdir 'C:\Documents and
Settings\Administrateur\Bureau\test\lemaure';
for ($i=0;$i<=$#nom_bsc;$i++)
{
mkdir "$nom_bsc[$i]",0777;
}
for ($i = 0; $ i< = $#tab; $i = $i + 1)
{
$ftp ->cwd ("$tab[$i]") or die
"impossiple", $ftp ->message;
$t=$ftp ->pwd();
@table$ftp ->ls($t) ;
for ($j=0;$j<=$#table;$j++)
{
@coupe = split /\//, $table[$j];
if ($coupe[4]==$date)
{
$ftp->cwd ("$table[$j]")
or die "impossiple", $ftp->message;
$x=$ftp->pwd();
@table1=$ftp->ls($x) ;
for ($k=0;$k<=$#table1;$k++)
{
@coupe1=split /\//,$tab[$i];
chdir "$dossier/$coupe1[3]";
$ftp->get
("$table1[$k]") or die "get failed ", $ftp->message;
print"\n$table1[$k]";
}
}
}
}
$ftp->quit;
* 1 Voir annexe P.94
|