Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM: cas du réseau GLO Mobile Bénin

République du Bénin

MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

Memo cretuco :

Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

Setting up of new methods in the radio subsystem in order to improve the Quality of Service
GSM radio: GLO Mobile BENIN GSM network as study case

Réalisé par:

Nancy Lee YIMBERE

Encadreurs: Jury composé :

M. Jean AFOKPE M. David JOHNSON (Président)

(Chef Division Infrastructure et Planification LIBERCOM) M. Juste MEGNIGBETO (Membre)

M. Abraham KRA M. Wilfrid CODJIA (Membre)

(Responsable RNO/QoS GLO Mobile BENIN) M. Jean AFOKPE (Membre)

Remerciements

Mr AFOKPE Jean, depuis mon entrée dans le métier et jusqu'à présent, vous ne cessez de mettre à ma disposition votre savoir et votre expérience. Merci du fond coeur et que le Seigneur vous comble pour tout au-delà de vos attentes.

Le corps administratif de l'UATM/GASA-FORMATION de même que le corps enseignant en particulier celui du département technique, pour la disponibilité témoignée et le savoir transmis, recevez ma gratitude.

Mr KONATE Souleymane Directeur Technique de GLO Mobile BENIN, pour avoir sans mesure accepté et permis la réalisation de ce travail au sein de l'entreprise. Recevez ma profonde gratitude et que le Seigneur vous comble au-delà de vos attentes.

Mr KRA Abraham, pour la disponibilité instantanée et sans mesure que vous m'aviez témoignée dans l'accomplissement de ce travail. Merci du fond du coeur et que le Seigneur vous comble au-delà de vos attentes.

Mr JOHNSON David, pour les conseils que je ne cesse de recevoir de vous et qui contribuent à l'édifice de ma personne dans la vie active et sociale, je vous dis un sincère merci.

Tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce travail par vos apports et critiques constructifs, sincère merci.

Dédicaces

A ma mère, ma petite soeur, et tous les membres de ma famille, pour le
soutien et l'amour dont vous ne cessez de me témoigner, que le Seigneur

vous bénisse et vous le rende au centuple. Je rends un hommage ^méritéaux miens disparus, en particulier à mon très cher feu père. Merci pour tout.

A tous mes amis, mes collègues, mes responsables et mes aînés dans le métier, pour vos conseils, votre soutien, votre affection, vos critiques positives et constructives, je vous dis de tout coeur, merci.

Que le Seigneur vous bénisse et vous le rende au centuple.

Remerciements............................................................................................II Dédicaces.................................................................. « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «..............................III « « « « « « « « « , Résumé...................................................................................................VII Abstract................................................................................................VIII, Listedes figures.........................................................................................IX Listedes tableaux.......................................................................................X Listedes sigles et abréviations........................................................................XI IntroductionGénérale 1

Chapitre 1 : Les généralités du GSM 4

I- Architecture du réseau GSM 4

A. Le sous-système radio BSS (Base Station Sub-System) 4

1. Architecture BSS 4

2. Transmission sur l'interface radio 5

3. Mapping des canaux logiques sur l'interface radio 6

B. Le sous-système réseau NSS (Network Sub-System) 7

1. Architecture NSS 7

2. Généralités sur la signalisation sémaphore 7 9

a. Définition et caractéristiques.......................................................... 9

b. Architecture de la signalisation sémaphore 7.........................................10

c. La signalisation sémaphore 7 et le GSM..............................................12

3. Itinérance et sécurité des appels........................................... 12

a. Itinérance des appels........................................... 12

b. Sécurité des appels........................................................................12

C. Le sous-système OSS (Operating and maintenance Sub System).....................14

1. Centre d'exploitation et de maintenance OMC..........................................15

2. Network Management Center NMC............................... 15

D. Autres équipements et plateformes associés..............................................15 II. La Qualité de Service (QoS) dans un réseau GSM...........................................17

A. Définition et principe général de QoS......................................................17 « « « « « « «

B. Cas d'un réseau GSM.........................................................................18

C. Application au sous-système radio BSS...................................................18

1. Principaux critéres d'évaluation~~~~~~~~~~~~~~~~~~~...18

2. Définition et moyens d'évaluation de ces critéres 19

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN...................................................................................26

Problématique...........................................................................................26

I. Présentation du cadre d'étude et de recherche................................................27

A. Présentation de GLO Mobile BENIN......................................................27

B. Division technique..............................................................................27

C. Unité d'étude et de recherche................................................................29

D. Quelques services offerts.....................................................................29

II. Fonctionnement du système de suivi de qualité de service radio de GLO Mobile

BENIN.................................................................................................29

A. Présentation des infrastructures techniques..............................................29

B. Description du suivi qualité à GLO Mobile BENIN ....................................30

1. La QoS vue du service clientèle~~~~~~~~~~~~~~~~~~. 31

2. La QoS vue du département technique.32

a. Serveurs OMC-R, NPO~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~...32

b. Alarmes OMC-R~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~..33

c. Compteurs et indicateurs de performance~~~~~~~~~~~~~~...37

d. Mesures radios terrains : Drive Test 40

e. Suivi qualité : rapport QoS journalier, hebdomadaire~~~~~~~~~~ 46

III. Insuffisances relevées et propositions de nouvelles méthodes 55

A. Insuffisances relevées 55

1. Les outils utilisés~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~. 55

2. Les procédures exécutées~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~.58

B. Propositions de nouvelles méthodes 58

1. Analyseur qualité vocale : QVoice Symphony 58

2. Outil Drive Test Indoor : NEMO Handy~~~~~~~~~~~~~~~ 59

3. Outil post-traitement de données Drive Test : ACTIX Analyser~~~~~ 61

4. Outil de gestion des activités roamings : GSM Roaming 64

5. Suivi des incidents : DRSII (Diagnostic du Réseau et Suivi des Incidents et Interventions).65

6. Outil de QoS radio indépendant : CIGALE GSM~~~~~~~~~~~ 70

7. Le Benchmarking QoS radio~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 71

8. Planification optimale de résolutions d'incidents 74

C. Evaluation du coût d'implémentation des nouvelles méthodes 75

Conclusiongénérale et perspectives 78

Bibliographie 80

Résumé

Aujourd'hui avec cinq (5) réseaux GSM opérationnels en République du Bénin, avoir le plus grand nombre d'abonnés et ainsi maximiser son chiffre d'affaires est le principal objectif de tous ces opérateurs. Le marché est en pleine croissance, et la seule arme de différenciation dans ce domaine où la concurrence devient de plus en plus intense est la Qualité de Service (QoS) offerte. Les exigences en matière de qualité de service des réseaux GSM se renforcent d'une part avec l'introduction de nouvelles technologies et services et d'autre part avec une clientèle qui aspire à une QoS impeccable et un service à moindre coüt.

Le GSM étant une technologie radiomobile, jouir des services offerts par le réseau se fait à travers l'interface air ou radio. C'est à ce niveau que l'usager est surtout confronté dans l'utilisation du service, à beaucoup de situations (agréables ou désagréables) qui déterminent sa perception du niveau de la qualité de service. Cette interface radio, et toutes les contraintes liées à son exploitation sont gérées par la partie du réseau appelée sous-système radio ou BSS (Base station Sub-System).

Dans un souci de réactivité et d'amélioration de la QoS radio, nous nous sommes posés la question suivante : « Comment améliorer les techniques et procédures de travail utilisées dans le BSS et ainsi rendre encore meilleure la qualité de service radio déjà offerte aux abonnés? » Telle est la préoccupation à laquelle nous allons tenter de répondre, et dans ce but notre choix s'est porté sur le sous-système radio de l'opérateur GLO Mobile BENIN.

L'objectif de ce document est donc de proposer des solutions pour combler les insuffisances relevées dans le fonctionnement du BSS afin d'améliorer la QoS radio. Pour ce faire, nous nous efforcerons dans un premier temps, de lister les éléments intervenant dans la perception par l'utilisateur de cette notion de qualité de service radio. Ensuite, nous présenterons les moyens déjà utilisés par cet opérateur quant au suivi et à l'amélioration de la QoS radio. Enfin, nous aborderons les nouvelles méthodes (outils et procédures) que nous suggèrerons pour renforcer et atteindre un degré encore plus satisfaisant de ladite qualité, et nous procéderons à une évaluation du coût de ces nouvelles solutions.

Ce document n'ambitionne pas d'être exhaustif dès sa première version. Il doit au contraire susciter de nouvelles recherches visant à améliorer sans cesse la QoS radio quand nous savons que les phénomènes radios sont à la fois complexes et dynamiques.

Abstract

Today with five (5) GSM network operators in Benin Republic, to have more number of subscribers and thus maximize their profit is the main objective of all these operators. The market is in continuous, and the only weapon of differentiation in this field where competition becomes increasingly intense is Quality of Service (QoS) offered. The requirements as regards Quality of Service of GSM's network are reinforced on the one hand by the introduction of new technologies and services and on the other hand by customers who demand high QoS at low rates.

GSM being a radiomobile technology, provisioning of network services is made via the air or radio interface. It's at that level the service, user encounters several situations (pleasants or unpleasants) which determine their perception of the level of service quality. This radio interface, and all the constraints related to its operation are managed by the Base station Sub-System (BSS).

For the purpose of reactivity and improvement of radio QoS, we raised the following question: «How can BSS work techniques and procedures be improved in order to better the radio Quality of Service currently offered to suscribers ?» This is the aim of this work which will focuss on the GLO Mobile BENIN network BSS.

The purpose of this document is therefore to propose solutions to fill the raised insufficiencies in the BSS operation in order to improve the radio QoS. To archieve that goal, we will first enumerate the elements that the user perceive in terms of radio quality of service. Then, we will introduce the already used means by this network operator for the follow-up and the improvement of the radio QoS. Finally, we will tackle the new methods (tools and procedures) that we suggest to reinforce and reach a better degree of radio QoS, and we will proceed with the cost estimation of these new solutions.

This document doesn't strive to be exhaustive as it's a first version. It must at the contrary the starting point of news researches aiming at improving radio QoS continuously, because radio phenomena are as complexes as dynamics.

Liste des figures

Figure 1. Chap1 : Authentification et chiffrement dans le réseau GSM 13

Figure 2. Chap1 : Scénario d'appel avec les canaux logiques mis en jeu 14

Figure 3.Chap1 : Vue générale des réseaux GSM, GPRS, UMTS 17

Figure 4. Chap2 : Structure technique de GLO Mobile BENIN 27

Figure 5. Chap2 : Relations entre les principaux équipements GSM de GLO Mobile BENIN 30

Figure 6. Chap2 : Position des serveurs OMC_R et NPO 33

Figure 7. Chap2 : Interconnexion des équipements de DT...................... 41

Figure 8. Chap2 : Exemples de thématiques obtenus à partir des résultats de DT 43

Figure 9. Chap2 : Données de DT relatives à une mauvaise couverture radio 44

Figure 10.Chap2 : Données de DT relatives à des problèmes d'interférences 45

Figure 11. Chap2 : Scénario de diagnostic du CALL DROP RATE 50

Figure 12. Chap2 : Exemple de Dashboard CSSR 51

Figure 13. Chap2 : Exemple d'évolution de trafic TCH Erlang 53

Figure 14. Chap2 : Organisation générale du suivi QOS radio 54

Figure 15. Chap2 : QVoice Symphony 59

Figure 16. Chap2 : Exemple du NEMO Handy et son application 61

Figure 17.Chap2 : Comparaison des méthodes de post-traitement des données DT avec Mapinfo et ACTIX Analyser............................... 63

Figure 18. Chap2 : Architecture du GSM Roaming 64

Figure 19. Chap2 : Architecture de l'application DRSII 65

Figure 20. Chap2 : Cycle de vie et états d'un Evènement 68

Figure 21. Chap2 : Cycle de vie et états d'un Flag d'incident 68

Figure 22. Chap2 : Cycle de vie et états d'une Action...................................... 69

Figure 23. Chap2 : Exemple de rapport Benchmarking sur le RxLEV 73

Liste des tableaux

Tableau 1. Chap1 : Répartition des fréquences réseau GSM~~~~~~~~~. 5

Tableau 2. Chap1 : Description des fonctions des canaux logiques...........................7

Tableau 3. Chap1 : Présentation des interfaces dans le NSS..................................9

Tableau 4. Chap1 : Différentes mesures de RxLEV..........................................19

Tableau 5. Chap1 : Correspondance entre niveaux de qualité vocale et BER.............21

Tableau 6. Chap1 : Récapitulatif des moyens d'évaluation des critères de QOS.........23

Tableau 7. Chap2 : Résumé des impacts des contraintes radios sur la QoS ...............26

Tableau 8. Chap2 : Définition des entités de la Division Technique........................28

Tableau 9. Chap2 : Rapport QoS service clientèle.............................................32

Tableau 10. Chap2 : Spécifications d'alarmes équipements par type.......................34

Tableau 11. Chap2 : Niveaux de sévérité des alarmes d'équipements......................35

Tableau 12. Chap2. Vue globale des alarmes d'équipements................................35

Tableau 13.Chap2 : Principaux types et quelques familles associées de compteurs OMC-

R..................................... ..................................................................37

Tableau 14.Chap2 : Exemple de quelques principaux KPIs.................................39

Tableau 15. Chap2 : Quelques exemples de compteurs radios..............................39

Tableau 16.Chap2 : Données Drive Test........................................................42

Tableau 17. Chap2 : Fiche diagnostique radio de cellule.....................................46

Tableau 18. Chap2 : Exemple de "Daily Warning" sur le Call Success....................48

Tableau 19. Chap2 : Exemple de quelques valeurs de la table d'Erlang B................67

Tableau 20. Chap2 : Interprétation des états des cycles de vie des sous-objets de

DRSII.................................................................................................69

Tableau 21. Chap2 : Exemple de requêtes DRSII.............................................70

Tableau 22. Chap2 : Méthodologie du Benchmarking........................................73

Tableau 23. Chap2 : Estimation du coüt d'implémentation des nouvelles solutions......77

2G	2ème Génération (GSM)
AGCH	Access Grant CHannel
AMR_HR	Adaptative Multi Rate_Half Rate
ARS	Action Request System
AuC	Authentication Center
BCCH	Broadcast Control CHannel
BCH	Broadcast CHannel
BER	Bits Errors Rate
BSC	Base Station Controller
BSCS	Billing System and Customer Service
BSS	Base Station sub-System
BSSAP	BSS Application Part
BSSMAP	BSS Mobile Application Part
BTS	Base Transceiver Station
CBCH	Cell Broadcast CHannel
CCBS	Customer Care and Billing System
CIC	Code d'Identification de Circuit
CLR	CLEAR
COC	COde Canal
CSSR	Call Setup Success Rate
DCN	Data Communication Network
DCS	Digital Communication System
DL	DownLink
DRSII	Diagnostic du Réseau et Suivi des Incidents et Interventions
DT	Drive Test
DTAP	Data Transfert Application Part
EDGE	Enhanced Data rates for GPRS Evolution
EIR	Equipment Identity Register
FACCH	Fast Associated Control CHannel
FCCH	Frequency Corrective CHannel
FDMA	Frequency Division Multiple Access
FER	Frames Errors Rate
FISU	Fill-In Signal Unit
FMC	Fault Management Center
FTP	File Transfert Protocol
GFU	Groupe Fermé d'Usagers
GMSC	Gateway Mobile Switching Center
GPRS	General Packet Radio Services
GPS	Global Positionning System
GSM	Global System for Mobile communications
HLR	Home Location Register
HO	HandOver
HTTP	Hyper Text Transfer Protocol
IMSI	International Mobile Suscriber Identity
IN	Intelligent Network
INAP	Intelligent Network Application Part
IS	Infrastructure System
ISDN	Integrated Services Digital Network
ISUP	ISDN User Part
IT	Intervalle de Temps
KPI	Keys Performance Indicators
Ki	Clé d'authentification
Kc	Clé de chiffrement
LAPD	Link Access Protocol Data
LAPDm	Link Access Protocol Data modified
LSD	Liaison Sémaphore de Données
LSSU	Link Status Signal Unit
MAP	Mobile Application Part
MDC	Message DisCrimination
MDT	Message DisTribution
MIC	Modulation par Impulsion et Codage
MMS	Multimedia Message Service
MO	Mobile Originating
MRT	Message RouTing
MSC	Mobile service Switch Center
MSISDN	Mobile Suscriber ISDN Number
MSU	Message Signal Unit
MT	Mobile Terminating
MTP	Message Transfert Part
NCLR	NOT CLEAR
NGN	Next Generation Network
NMC	Network Management Center
NPO	Network Performance and Optimization
NSS	Network Sub-System
ODMC	On Demand Measurements Counters
OMAP	Operation Maintenance Application Part
OMC	Operating and Maintenance Center
OMC-R	OMC-Radio
OMC-S	OMC-Switch
OSI	Open Systems Interconnections
OSS	Operating and maintenance Sub-System
PC	Personnal Computer
PC	Power Control
PCH	Paging CHannel
PMC	Permanents Measurements Counters
PS	Point Sémaphore
PTS	Point de Transfert Sémaphore
QoS	Quality of Service
RACH	Random Access CHannel
RBT	Ring Back Tone
RF	Radio Frequency
RNIS	Réseau Numérique à Intégration de Service
RNO	Radio Network Optimization
ROS	Retour d'Onde Stationnaire
RTCP	Réseau Téléphonique Commuté Public
RxLEV	Received Signal Level
RxQUAL	Received Signal Quality
SACCH	Slow Associated Control CHannel
SAV	Services à Valeur Ajoutée
SCCP	Signaling Connection Control Part
SCH	Synchronisation CHannel
SD	SDCCH
SDCCH	Stand-Alone Dedicated Control CHannel
SDD	SDCCH Dynamique
SIM	Suscriber Identity Module
SL	Signaling Link
SMS	Short Message Service
SMSC	Short Message Service Center
SS7	Signalisation Semaphore 7
SSTM	Sous-Système de Transfert de Message
SSU	Sous-Système Utilisateur
TC	TransCoder
TCAP	Transactions Capabilities Application Part
TCH/FR	Traffic CHannel/ Full Rate
TCH/HR	Traffic CHannel/ Half Rate
TDMA	Time Division Multiple Access
TMSI	Temporary Mobile Suscriber Identity
TRANS	Transmission
TSE	Trame Sémaphore d'Etat
TSM	Trame Sémaphore de Message
TSR	Trame Sémaphore de Remplissage
UIT	Union Internationale des Télécommunications
UL	UpLink
UMTS	Universal Mobile Telecommunications System
USSD	Unstructured Supplementary Services Data
VAS	Values Added Services
VLR	Visitor Location Register
VMS	Voice Message Service
VSWR	Voltage Standing Wave Radio
WAP	Wireless Access Protocol

Introduction Générale

Les échanges commerciaux, socio-économiques, politiques, et autres se sont rapidement développés au cours de ce siècle, surtout avec le phénomène de la mondialisation, provoquant ainsi une forte mobilité partout dans le monde. La nécessité de rester joignable en tout lieu, de pouvoir communiquer méme en se déplaçant, s'imposait de plus en plus. En réponse favorable à ce besoin, le secteur des télécommunications s'est développé en parallèle et de nombreux standards numériques de communication radiomobile ont vu le jour. Au nombre de ceux-ci nous avons, le GSM (Global System for Mobile communication), le CDMA (Code Division Multiple Access), l'UMTS (Universal Mobile Télécommunications System), pour ne citer que ceux-là.

Ainsi, la première génération de ces standards numériques qui fera l'objet de notre étude est le GSM qui a connu et connaît toujours un succès fulgurant. Ce succès a provoqué une croissance de la demande des services de transmission de données engendrant par la suite de nouvelles technologies qui intègrent à la fois la voix et les données. Il s'agit du GPRS (General Radio Paquet Service) et du EDGE (Enhanced Data rates for the Global Evolution). Ils sont donc en réalité des évolutions du GSM, et reposent entièrement sur son infrastructure.

Aujourd'hui en dehors de la téléphonie classique qui est le service de base, d'autres services se sont développés grâce à ces technologies. Nous pouvons citer les services de messagerie courte et vocale, respectivement (SMS (Short Message Service) et VMS (Voice Message Service), la transmission des données de type média (sons, images, vidéos) appelées MMS (Multi Media Service), etc.

La démonopolisation du secteur mobile des télécommunications au Bénin, a fait naître plusieurs opérateurs GSM, favorisant une concurrence à la fois ouverte et serrée, dans le souci d'attirer le maximum de consommateurs. Cette concurrence est telle que le client recherche le (s) meilleur(s) service (s) au (x) meilleur (s) prix. Qui dit meilleur service, dit aussi "qualité de service" et cette dernière fortement défendue dans les recommandations de l'UIT (Union Internationale des Télécommunications) détermine la satisfaction et le choix réel du client vis-à-vis d'un opérateur.

Le principe du GSM est que l'accès aux services est purement radio. Bien que le GPRS et le EDGE permettent aussi de considérer le GSM comme un réseau de transmission de données par paquets avec accès radio, notre attention sera portée uniquement sur les services

purement GSM. En effet, dans bon nombre de pays, en particulier ceux en voie de développement comme le Bénin, les services de support GSM demeurent les plus utilisés par les clients et la principale source de recettes des opérateurs. Comment en améliorer la qualité et répondre à la satisfaction d'une clientèle de plus en plus exigeante ? Cette préoccupation est la cause de notre étude.

Dans le processus de réalisation de notre travail, notre cadre d'étude et de recherche a ^étél'opérateur GSM GLO Mobile BENIN. Après une brève présentation des généralités du

GSM, nous évoquerons la problématique qui se dégage de notre étude. Ensuite, nous ferons un état des lieux de l'existant chez cet opérateur en termes de qualité de service radio, enfin nous terminerons par nos propositions de solutions en vue d'une amélioration de ladite qualité.

Chapitre 1 : Les généralités du GSM

I. Architecture du réseau GSM

A. Le sous-système radio BSS (Base Station Sub-System)

Le sous-système radio BSS assure la couverture de zones géographiques dénommées cellules, les transmissions radioélectriques et la gestion des ressources radio à l'intérieur de ces cellules.

1. Architecture BSS

Dans la partie BSS, on retrouve les éléments suivants :

- la station de base ou BTS (Base Transceiver Station) qui est un ensemble d'émetteursrécepteurs appelés TRX. Les BTS constituent les points d'accès au réseau GSM des abonnés. Elles prennent en charge l'accès radio des mobiles dans les cellules, réalisant ainsi des fonctions de modulation/démodulation, codage/décodage, détection/correction d'erreurs et estimation du canal. Elles diffusent les informations générales utiles concernant la cellule qui parviennent aux mobiles et remontent au BSC des mesures radio sur la qualité de transmission dans la cellule. Les BTS communiquent avec les terminaux mobiles des abonnés via l'interface air ou radio à travers le protocole LAPDm (Link Access Protocol Data modified),

- le contrôleur de station de base ou BSC (Base Station Controller) qui comme son nom l'indique, contrôle et gère les BTS. Il communique avec les BTS par le biais de l'interface A-bis qui est un lien MIC et à travers le protocole LAPD ((Link Access Protocol Data). C'est l'organe intelligent du BSS dont les principales fonctions sont, l'allocation et gestion des ressources radio, la prise de décision et d'exécution de handover, la gestion des interfaces avec le MSC (Mobile service Switch Center) via la signalisation sémaphore 7 sur l'interface A. Le BSC est une banque de données pour les versions logicielles et les données de configuration téléchargées par l'opérateur sur les BTS.

Il est important de souligner que généralement (sauf cas où le Tandem Free Operation est activé) le débit d'une information de parole n'est pas la méme côté radio que côté réseau. En effet, dans la partie radio la parole est codée sur 13Kbits/s, alors qu'elle l'est sur 64 Kbits/s

dans le réseau. Il est donc nécessaire non seulement de convertir les données radio en données réseau (transcodage), mais aussi d'adapter le débit radio (13Kbits/s) en débit réseau (64 Kbits/s). Ceci est possible grâce à un équipement appelé Transcodeur ou TC, placé entre le BSC et le MSC. L'interface A se voit donc subdivisé en réalité en deux sous interfaces A-ter (BSC-TC) et A proprement dit entre le TC et le MSC.

2. Transmission sur l'interface radio

L'interface radio constitue le support de transmission entre le réseau GSM et les terminaux mobiles. Le GSM émet dans les bandes de fréquences 900 MHz et 1800 MHz, cette dernière bande de fréquences communément appelée DCS (Digital Communication System) n'est qu'une variante du GSM. La répartition des fréquences dans les deux bandes est décrite dans le tableau suivant :

	GSM 900	DCS 1800
Bandes de fréquences (MHz)	890-915 (montant) 935-960 (descendant)	1710-1785 (montant) 1805-1880 (descendant)
Ecart duplex	45 MHz	95 MHz
Largeur de bande	2x25 MHz	2x75 MHz
Nombre de canaux	124	374

Tableau 1. Chap1 : Répartition des fréquences du réseau GSM

Différentes méthodes d'accès sont utilisées sur ces fréquences. Il s'agit de la méthode d'accès multiple en fréquence FDMA (Frequency Division Multiple Access) et la méthode d'accès multiple en temps TDMA (Time Division Multiple Access). Le FDMA consiste en un partage en de la bande de fréquences qui aboutit à 124 et 374 canaux fréquentiels respectivement dans les bandes 900 MHz et 1800 MHz. Chaque canal ayant une largeur de 200 KHz, est à son tour divisé en 8 Intervalles de Temps (IT) ou "Time Slot : c'est la technique TDMA. La trame TDMA est constituée de huit (8) IT, un IT a une durée environ de 0,577 ms ce qui porte la durée d'une trame TDMA à 4,615 ms. En définitif, on retiendra qu'un canal radio est identifié à la fois par une fréquence et un IT. L'interface air étant accessible à tous, il est nécessaire de protéger les informations qui y sont transmises, d'où la notion de chiffrement des informations.

3. Mapping des canaux logiques sur l'interface radio

La vulnérabilité de l'interface radio fait d'elle le maillon le plus faible de toute la chaine de transmission dans le réseau GSM. Pourtant, c'est sur cette interface que doivent être envoyées toutes les informations indispensables qui permettront aux usagers de jouir correctement des services offerts par le réseau. Pour essayer d'exploiter au mieux cette interface, des canaux logiques ont été définies dont leurs diverses fonctions permettront de renforcer l'accès radio. Le terme mapping de canal logique indique qu'en réalité, sur un canal physique (IT), l'on inscrit des informations précises qui feront de lui un canal logique avec une fonction bien déterminée. Le tableau suivant présente les différents canaux logiques ainsi que leurs fonctions tels qu'ils ont été définis par la norme afin d'assurer les services GSM.

Tableau 2. Chap1 : Description des fonctions des canaux logiques

B. Le sous-système réseau NSS (Network Sub-System)

Le sous-système réseau est le coeur du réseau GSM. Il assure principalement les fonctions de commutation et de routage. C'est lui qui permet l'accès au réseau public RTCP ou RNIS. En plus des fonctions indispensables de commutation, on y retrouve les fonctions de gestion de la mobilité, de la sécurité et de la confidentialité qui sont définies dans la norme GSM.

1. Architecture NSS

Les éléments retrouvés dans le NSS sont :

- le commutateur du service mobile ou MSC (Mobile service Switching Center). Il constitue l'interface entre le système radio et les réseaux fixes. Il réalise toutes les fonctions nécessaires à la mise en oeuvre des appels en provenance et à destination des mobiles. 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 GMSC (Gateway MSC). Parfois un MSC peut servir à la fois de Gateway MSC,

- L'enregistreur de localisation des visiteurs ou VLR (Visitor Location Register). Il est une base de données dynamique et contient les informations liées à la localisation des abonnés. Dans le VLR, chaque abonné est décrit en particulier par un identifiant et une localisation. Grâce à ces informations, le réseau est apte à acheminer un appel vers un abonné mobile. A chaque changement de zone de localisation d'un abonné, le VLR du MSC auquel est rattaché le mobile doit être mis à jour ainsi que l'enregistrement de cet abonné au niveau du HLR. Généralement l'on associe le VLR au MSC méme si la norme au départ l'avait défini séparé du MSC,

- l'enregistreur de localisation nominale ou HLR (Home Location Register). Il est également une base de données mais contrairement au VLR qui est dynamique à cause de la mobilité des terminaux, le HLR lui est statique et les informations contenues sont modifiables par l'opérateur. Ces informations concernent l'identité internationale de l'abonné utilisée par le réseau ou IMSI (International Mobile Suscriber Identity), le numéro d'annuaire de l'abonné ou MSISDN Mobile Suscriber ISDN Number), le profil d'abonnement ou les discriminations de l'abonné. Lorsqu'un appel doit être délivré, c'est le HLR qui est le premier interrogé afin de connaître la dernière localisation de l'abonné. Pour cela, il détient le numéro du VLR dans lequel est enregistré l'abonné. Enfin il contient aussi la clé secrète de l'abonné qui permet au réseau d'authentifier un abonné qui demande un service. Cette clé est inscrite sous un format codé que seul l'AuC (Authentication Center) peut décrypter,

- le centre d'authentification ou AuC (Authentication Center). Généralement associé au HLR, il contient les informations qui permettent de réaliser les fonctions d'authentification des abonnés (clé secrète Ki) et de chiffrement des informations de parole sur l'interface air (clé de chiffrement Kc),

- Le registre de l'identité des équipements mobiles ou EIR (Equipment Identity Register). C'est la base de données qui contient toutes les informations relatives à l'identité des terminaux mobiles utilisés sur le réseau. La norme GSM définit trois (3) différentes listes dans lesquelles un poste mobile peut être enregistré dans l'EIR. Il s'agit des :

· Liste "blanche" : poste utilisable sans restriction

· Liste "grise" : poste sous surveillance (traçage d'appels)

· Liste "noire" : poste volé ou dont les caractéristiques techniques sont incompatibles, avec la qualité requise dans un réseau GSM (localisation non autorisée).

Notons que la présence d'un EIR est optionnelle et très peu d'opérateurs l'implémentent dans leurs réseaux.

Toutes ces bases de données sont reliées au MSC via des interfaces normalisées. Le tableau suivant décrit ces principales interfaces.

Interface		Localisation	B
MSC - VLR		C
MSC - HLR		D
VLR - HLR		E
MSC - MSC		F
MSC - EIR		G
VLR - VLR		H
AuC - HLR

Tableau 3. Chap1 : Présentation des interfaces dans le NSS

2. Généralités sur la signalisation sémaphore 7

a. Définition et caractéristiques

La signalisation est l'ensemble des signaux nécessaires à l'établissement, à la supervision, à la rupture des communications de méme qu'à la gestion de tous les services télécoms. C'est un type de signalisation purement téléinformatique et les messages sont véhiculés sous forme de trames sémaphores. Ces trames sémaphores sont transférées sur des supports appelés canaux sémaphores ou SL (Signaling Link). L'ensemble des canaux sémaphores forme le réseau sémaphore. Les messages sémaphores sont générés par des équipements ou centraux téléphoniques qu'on appelle PS (Point Sémaphore) et au besoin, routés vers d'autres PS par le

biais de PTS (Point de Transfert Sémaphore). Entre PS et PTS trois modes d'acheminement sont définis pour faire véhiculer les messages. Il s'agit du :

- mode associé, dans lequel les PS sont directement reliés entre eux, et où la voix et la signalisation empruntent le même chemin,

- mode quasi-associé, où les PS sont reliés entre eux par au plus deux PTS. Les chemins de la voix et de la signalisation sont donc différents,

- mode non-associé ou autonome caractérisé par la présence de plus de deux PTS entre les PS.

Comme nous l'avions dit dans les lignes précédentes, dans le réseau sémaphore, les messages sont transférés sous forme de trames sémaphores. Différents types de trames sémaphores sont définies :

- Trame Sémaphore de Remplissage TSR ou FISU (Fill-In Signal Unit). Elle permet d'envoyer des informations systèmes entre PS en l'absence de messages usagers à transmettre,

- Trame Sémaphore d'Etat TSE ou LSSU (Link Status Signal Unit). Elle renseigne sur

l'état des canaux sémaphores entre les PS. On parle d'alignement des canaux,

- Trame Sémaphore de Message TSM ou MSU (Message Signal Unit). Elle contient les informations usagers à transmettre entre les PS.

Les deux premières trames sont échangées sur des liaisons semi-permanentes. Alors que la dernière n'est échangée que s'il y a des informations utiles à envoyer.

b. Architecture de la signalisation sémaphore 7

L'architecture du réseau sémaphore 7 s'est inspirée de celle du modèle OSI (Open Systems Interconnections). Cependant, le réseau sémaphore lui est divisé en quatre (4) niveaux à savoir :

- niveau 1 ou MTP 1 (Message Transfert Part Level 1). C'est la LSD (Liaison Sémaphore de Données), qui se traduit par une paire de canaux de transmission numérique à 64 Kbits/s. La MTP 1 constitue le support de transmission entre deux PS,

- niveau 2 ou MTP 2 (MTP Level 2). A ce niveau, il s'agit de la gestion des trames sémaphores avec toutes les fonctions que cela implique telles que, la délimitation des trames, l'alignement des canaux sémaphores, la détection et correction des erreurs,

- niveau 3 ou MTP 3 (MTP Level 3). Son rôle essentiel est l'acheminement et le routage des messages en réalisant les fonctions de discrimination des messages ou MDC (Message DisCrimination), de distribution des messages ou MDT (Message DisTribution), et enfin de routage des messages ou MRT (Message RouTing).

- niveau 4 ou partie (s) utilisateurs. Ce niveau concerne les services de la signalisation qui correspondent à des applications spécifiques. Il s'agit du :

· TCAP (Transactions Capabilities Application Part) qui offre des services d'invocation à distance,

· MAP (Mobile Application Part) qui gère tout ce qui est relatif à la mobilité dans un réseau,

· INAP (Intelligent Network Application Part) qui permet d'adresser les réseaux intelligents,

· OMAP (Operation Maintenance Application Part) qui offre un service de gestion du réseau sémaphore,

· ISUP (ISDN User Part) qui offre le service de base d'établissement et de libération de circuits ainsi que des services complémentaires tels que, identification de la ligne de l'abonné, conférence à trois, ... Il est surtout utilisé dans le réseau de téléphonie fixe.

Entre les niveaux des couches MTP qu'on appelle encore SSTM (Sous-Système de Transfert de Message) et le niveau des utilisateurs appelé SSU (Sous-Système Utilisateur) se trouve un protocole très important qui est le SCCP (Signaling Connection Control Part).

Le SCCP, est un protocole de routage qui fournit (en mode connexion et non connexion) des services de réseau orienté au-dessus de la couche MTP 3. Cette dernière fournit les codes de points pour permettre aux messages d'être adressés à des points spécifiques de signalisation, alors que le SCCP fournit les numéros des sous-systèmes pour permettre aux messages d'être adressés aux sous-systèmes ou à des applications spécifiques à ces points de signalisation.

c. La signalisation sémaphore 7 et le GSM

Dans le réseau GSM, le mode associé est utilisé entre les BSC et les MSC. Le protocole de signalisation utilisé est le BSSAP (BSS Application Part). Le BSSAP est composé du BSSMAP (BSS Mobile Application Part) et du DTAP (Data Transfert Application Part). Il permet de gérer les messages de gestion de mobilité BSC-MSC et de rendre le BSC transparent aux messages échangés entre le terminal mobile et le MSC.

Le mode quasi-associé s'applique au sous-système réseau NSS. Les VLR, HLR, et EIR sont des PS rattachés au MSC qui lui est considéré comme un PTS. Cependant quand il s'agira d'établir des communications entre différents réseaux, ou encore en cas de présence d'au moins deux (2) MSC dans un même réseau, le MSC sera considéré comme PS vers cet autre commutateur. Finalement le MSC est défini comme étant un PTS intégré (à la fois PS et PTS). Le HLR et le VLR échangent avec le MSC via le sous-protocole MAP. L'EIR dialogue avec le MSC grace à l'INAP (Intelligent Network Application Part).

3. Itinérance des mobiles et sécurité des appels

a. Itinérance des mobiles

La différence entre le réseau fixe et le réseau mobile, ce qui a même causé le véritable succès de ce dernier, est l'introduction de la mobilité. Cette notion de mobilité entraîne que le réseau doit pouvoir connaître à tout moment la localisation du mobile de façon plus ou moins précise : c'est l'itinérance. La gestion de l'itinérance permettra au réseau de connaître en permanence la localisation du mobile pour pouvoir le joindre en cas d'appel, et de maintenir le terminal en mode veille de façon à ce qu'il puisse signaler systématiquement tous ses mouvements, méme en l'absence de communication. La gestion de l'itinérance engendre l'utilisation de beaucoup de ressources de signalisation aussi bien dans la partie radio que dans la partie réseau.

b. Sécurité des appels

L'interface air étant accessible à tous, le canal radio notamment le TCH pour les communications, peut être sujet à différentes écoutes, et aux utilisations frauduleuses ce qui suscite respectivement des problèmes de confidentialité et des problèmes de sécurité. La norme GSM prévoit donc des procédés pour résoudre au mieux ces problèmes cités. Il s'agit de :

- l'authentification de chaque abonné qui demande l'accès à un service grâce à une clé d'authentification connue du mobile et de l'AuC,

- - l'utilisation fréquente d'une identité temporaire TMSI (Temporary Mobile Suscriber Identity) en lieu et place de l'IMSI (International Mobile Suscriber Identity) sur l'interface air,

- le chiffrement des communications grâce à une clé de chiffrement toujours sur l'interface air.

La figure ci-dessous présente le processus d'authentification d'un abonné voulant accéder à un service du réseau, et celui du chiffrement des informations sur l'interface radio.

Figure 1. Chap1 : Authentification et chiffrement dans le réseau GSM

La figure suivante décrit, le processus d'établissement d'un appel d'un mobile vers un autre appartenant au même réseau, avec une idée des différents messages de signalisation échangés, y compris des canaux logiques mis en jeu.

Figure 2. Chap1 : Scénario d'appel avec les canaux logiques mis en jeu

C. Le sous-système OSS (Operating and maintenance Sub-System)

Un réseau GSM a l'obligation de fournir aux abonnés un service de qualité acceptable et de façon continue comme l'exige la norme. Pour cela, parfois si besoin est, l'opérateur peut

être amené à effectuer des modifications de configuration sur tout ou une partie de son réseau, ou mieux encore assurer un suivi régulier et permanent de ses équipements afin de garantir leur bon fonctionnement. Ainsi, la norme prévoit un premier niveau de supervision ou d'exploitation et de maintenance qui est l'OMC (Operating and Maintenance Center) et si le réseau est de grande taille, un niveau supérieur qui est le NMC (Network Management Center).

1. Centre d'exploitation et de maintenance OMC

Les centres d'exploitation et de maintenance OMC sont des entités fonctionnelles permettant à l'opérateur du réseau de contrôler son système et d'y apporter des modifications. Il en existe deux types dont le premier OMC-R (OMC-Radio) qui prend en charge tous les éléments de la partie BSS et le second OMC-S (OMC-Switch) qui supervise et contrôle les éléments NSS. Les fonctions réalisées aux niveaux des différents OMC peuvent se résumer comme suit :

- Fonctions liées à la gestion commerciale ou administrative du réseau,

- Gestion de la sécurité,

- Gestion des performances,

- Gestion de la configuration,

- Maintenance, gestion des alarmes.

2. Network Management Center NMC

Le NMC permet l'administration générale de l'ensemble du réseau (s'il est de grande taille) par un contrôle centralisé. Pendant que les alarmes mineures seront transmises aux OMC, les incidents majeurs iront vers le NMC. Il centralise toutes les alarmes majeures de tous les OMC et peut donc permettre une maintenance de niveau très avancée du réseau.

D. Autres équipements et plateformes associés

Il est évident qu'aujourd'hui le GSM ne se contente plus d'offrir le service de base téléphonique qu'est la voix. D'autres services notamment ceux appelés services à valeurs ajoutées ou VAS (Values Added Services) ont été développés, tels que la messagerie courte

ou SMS (Short Message Service), la messagerie multimédia ou MMS (Multimedia Message Service), la messagerie vocale ou VMS (Voice Message Service), etc. Ces services, pour être opérationnels nécessitent des équipements indépendants dans leur fonctionnalités respectives mais tous reliés au MSC par des liens de signalisation sémaphore.

Une plateforme importante est le réseau intelligent communément appelé IN (Intelligent Network). C'est lui qui gère tout ce qui est compte prépayé et l'implémentation de services à valeurs ajoutées dans le réseau.

Il existe encore d'autres plateformes telles que le CCBS (Customer Care and Billing System) qui s'occupe d'une part de la gestion de la clientèle et d'autre part de la facturation des comptes postpayés, l'USSD (Unstructured Supplementary Services Data) qui permet l'accès à des services (exemple : interrogation du solde d'un compte), etc.

Toutes ces entités constituent des PS pour le MSC et dialoguent avec lui grâce au sousprotocole INAP (Intelligent Network Application Part), à l'exception de l'USSD qui dialogue grâce au sous-protocole TCAP (Transactions Capabilities Application Part).

La figure ci-dessous décrit d'une façon générale, l'architecture des réseaux GSM, GPRS, et UMTS, avec un aperçu de leurs interfaces respectives.

Figure 3.Chap1 : Vue générale des réseaux GSM, GPRS, UMTS

II. La Qualité de Service (QoS) dans un réseau GSM

A. Définition et principe général de QoS

La qualité de service est la conformité des produits ou services aux besoins exprimés par les clients et sur lesquels les fournisseurs se sont engagés à respecter. Assurer la qualité dans une entreprise demande une réflexion associant la direction et l'ensemble du personnel afin de définir des objectifs de qualité atteignables et acceptés de tous. Les orientations et objectifs ainsi fixés sont consignés par écrit dans un document qu'on appelle "politique qualité". L'approche et l'organisation opérationnelles afin d'atteindre les objectifs fixés par la politique qualité désignent la " démarche qualité ". Celle-ci contiendra les plans d'actions ou "process" où seront définis les indicateurs avec leurs valeurs précises et qui serviront de référence dans la réalisation de ces objectifs.

B. Cas d'un réseau GSM

Dans le monde des télécommunications, l'UIT-T dans sa recommandation E-800 définit la qualité de service comme étant "l'effet global produit par la performance d'un service qui détermine le degré de satisfaction de l'usager du service". Autrement dit, la QoS résulte du fonctionnement de l'ensemble des équipements et acteurs du réseau, qui contribuent à la production et à la fourniture des services satisfaisants aux usagers.

Ici, l'étude de notre démarche QoS radio consistera dans un premier temps en un état des lieux (mesure et analyse des performances du réseau, état de fonctionnement des équipements), puis dans un deuxième temps en une analyse des impacts sur la QoS des anomalies, problèmes et disfonctionnements détectés. Enfin viendra la phase de proposition de solutions. Tout cela basé sur des indicateurs de qualité biens précis. Concernant ces derniers, il s'agira essentiellement du service clientèle (plaintes clients), des données et alarmes OMC, du Drive Test (mesures radio terrains), et du fonctionnement des équipements (maintenance).

La qualité de service est non seulement un facteur clé de fidélité d'un client à un réseau, mais constitue aussi un élément très important de rentabilité pour l'opérateur.

C. Application au sous-système radio BSS

1. Principaux critères d'évaluation

Le service fourni le plus important est le service voix et la satisfaction de l'utilisateur se traduit par les éléments suivants :

- L'usager doit pouvoir ressentir la présence du réseau quelque soit l'endroit où il se trouve,

- Il doit pouvoir émettre et recevoir des appels à n'importe quel moment,

- le maintien de la communication pendant toute la durée voulue par l'usager, - une communication audible, claire et nette entre les correspondants,

- enfin, l'émission/réception des SMS.

Vu de l'opérateur, cela signifie qu'il faudra tenir compte des éléments suivants : - Couverture radio (niveau de signal reçu sur le mobile),

- Accessibilité (Call Setup),

- Coupures d'appels (calls drops),

- Qualité vocale (RxQual),

- Qualité du service SMS.

- Fonctionnement des équipements

2. Définition et moyens d'évaluation de ces critères

? La couverture radio

La présence du réseau peut être évaluée par l'abonné directement sur son terminal ^quiaffiche le nombre de barrettes indiquant la puissance du signal reçu. Un faible niveau de

champ ou l'absence du champ se traduit par la présence d'une ou deux barrettes sur l'écran du terminal ou par l'indication d'absence du signal. L'indicateur de présence du réseau ou RxLEV renseigne en tout point de couverture, la probabilité d'établir une communication.

Les Recommandations de la norme GSM définissent 64 niveaux de RxLEV allant de -47 dBm à -110 dBm. Quelques exemples typiques sont indiqués dans le tableau suivant :

Types de mesures	Valeurs seuils
Indoor (à l'intérieur d'un bâtiment)	>= -67 dBm
Outdoor (à l'extérieur d'un bâtiment)	>= -90 dBm
Incar (à l'intérieur d'une voiture)	>= -87 dBm

Tableau 4. Chap1 : Différentes mesures de RxLEV

Le RxLEV se mesure toujours lorsque le mobile est en mode veille ou "idle". Les principales causes susceptibles d'affecter la qualité de la couverture radio sont :

- nombre insuffisant de BTS,

- mauvais paramétrage physique et logique des BTS (tilts, azimuts, puissances, etc.),

- types d'antennes et qualité d'installation (pertes dans les cables) ou défaut de maintenance (humidité des feeders, dégradation des câbles, etc.),

- qualité du terminal de l'usager (sensibilité) ou détérioration de la partie émission /réception RF.

? L'accessibilité

Elle se traduit par la possibilité pour l'usager d'accéder avec succès à un service du réseau en occurrence toutes les fois ou l'abonné désire émettre un appel. L'indicateur appelé Call Setup Success Rate exprime le pourcentage d'appels établis avec succès. Est considéré comme étant un appel, toute demande d'établissement d'une communication et qui abouti soit à un signal d'appel, soit à une annonce parlée ou à une tonalité d'occupation.

La norme GSM défini que tout appel doit pouvoir être établi en 10s maximum. De plus, le taux de blocage à l'heure chargée doit être inférieur à 2% (< 2%). Au-delà de 10s, même si l'appel est établi, il est considéré comme échec en termes de performance du système. Les différentes causes pouvant dégrader le Call Setup sont les suivantes :

- mauvaise couverture radio

- congestion radio

- disfonctionnement d'équipements

Une valeur typique de cet indicateur est 95 %. Cet indicateur fait partie des contraintes considérées lors de l'établissement de la couverture du réseau.

? Les coupures des appels

La coupure d'une communication ou "call drop" est la rupture d'une communication par le réseau avant qu'elle ne soit arrivée à son terme. Les calls drops sont particulièrement désagréables pour l'abonné. La norme GSM définit que tout appel établi dont la durée de communication est inférieure à 2min (< 2min) et rompu avant son terme, est considéré comme un call drop. De plus le taux de coupure des communications ne doit pas excéder 2%. Les principales raisons qui pourraient engendrer des calls drops sont :

- trous de couverture ou insuffisance de couverture

- interférences élevées ayant entraîné l'impossibilité de maintenir les liens de signalisation et/ou de trafic,

- problème de handover (mauvais paramétrage ou congestion dans la

cellule cible),

- insuffisance ou mauvaise déclaration de cellules voisines.

? La qualité vocale

La qualité vocale ou voice quality désigne l'audibilité, la netteté et la clarté observées dans une communication. C'est un indicateur très important pour l'abonné. Il est souvent indiqué par le taux d'erreurs binaires BER (Bits Errors Rate) et le taux de trames erronées FER (Frames Erasures Rate) chez l'opérateur.

Le BER est le taux de bits erronés reçus sur le total des bits transmis sur l'interface air. Si ce taux est inférieur à un seuil déterminé pendant toute la communication, l'usager perçoit une communication de bonne qualité.

. Le taux de trames erronées renvoie à la notion de collisions destructives sur l'interface A-bis. Une collision destructive se produit lorsque plus de trois bursts GSM consécutifs présentent un niveau d'interférence supérieur au seuil acceptable. Dans ce cas, la trame de parole GSM (transmise sur 8 bursts consécutifs) sera mal reçue par l'usager et la qualité du signal de parole sera dégradée.

Les pertes de trames peuvent également se traduire par des microcoupures pendant l'appel provoquant une mauvaise qualité de communication.

L'indicateur principal de qualité vocale est le RxQUAL, il se mesure toujours lorsque le mobile est en mode dédié ou "dedicated" et sa valeur est fonction du BER. La plage de mesure de qualité varie de 0 (qualité excellente) à 7 (qualité mauvaise). A 7, la qualité est très mauvaise et cela peut engendrer des calls drops. A partir des valeurs 3 et 4, un handover (transfert automatique intercellulaire des paramètres radio d'une communication) est déclenché pour cause "Qualité ".

Le tableau suivant indique le niveau de qualité vocale en fonction des taux du BER.

RxQUAL	BIT ERROR RATE (%)	Qualité vocale
0	BER < 0.2%	Excellente
1	BER= [0.2% à 0.4%]	Bonne
2	BER= [0.4% à 0.8%]
3	BER=[0.8% à 1.6%]	Dégradée
4	BER=[1.6% à 3.2%]
5	BER=[3.2% à 6.4%]	Mauvaise
6	BER=[6.4% à 12.8%]
7	BER>12.8%	Très mauvaise

Tableau 5. Chap1 : Correspondance entre niveaux de qualité vocale et BER

Les facteurs de dégradation de la qualité vocale sont :

- niveau d'interférences externes trop élevées (interférences dues à des émissions par des équipements autres que ceux du réseau),

- interférence co-canal ou sur canal adjacent trop élevée (mauvais plan de fréquences), - mauvaise couverture radio,

- mauvaise installation des équipements radio,

- problème de transmission (annuleurs d'écho ou mauvaise synchronisation se traduisant par des pertes d'informations, du grésillement dans les communications vocales et des "communications blanches"),

- Paramétrage inadéquat du handover.

. La qualité du service SMS

Un des services à valeurs ajoutées très appréciés des usagers est la messagerie courte communément appelée SMS (Short Message Service). Le SMS comme l'indique son nom est un message court de format 160 caractères, échangé entre des terminaux mobiles.

L'analyse de la qualité des SMS, s'effectue souvent en nombre de SMS émis ou MO (Mobile Originating) et en nombre de SMS reçus ou MT (Mobile Terminating). Des raisons peuvent survenir et qui vont empécher l'émission / réception correcte d'un SMS. Il s'agit de :

- L'indisponibilité de ressources radio notamment les canaux SDCCH,

- La congestion du serveur SMSC,

- Un numéro erroné du centre de messagerie au niveau du terminal mobile, - Une mauvaise couverture radio.

. Le fonctionnement des équipements

Les équipements jouent un rôle très important voire indispensable dans le réseau GSM. Ils sont au premier et dernier rang dans l'approche d'une qualité de service optimale. Toutes les configurations du réseau se font à travers eux et chacun a son rôle bien défini. Cependant ils ont une durée de vie limitée même si elle est souvent très longue. Leur mauvais fonctionnement suite à un défaut de maintenance préventive et/ou curative, peut non seulement réduire considérablement leur durée de vie mais aussi et surtout impacter négativement la qualité des services fournis.

Les disfonctionnements qui surgissent au niveau des équipements peuvent être dûs aux raisons suivantes :

- - Milieu humide,

- - Non respect ou variation brusque de la température,

- Non respect ou variation brusque de l'énergie,

- Défaut de maintenance préventive,

- - Manipulation erronée.

Les moyens d'évaluation des critères ci-dessus mentionnés sont récapitulés dans le tableau suivant :

Tableau 6. Chap1 : Récapitulatif des moyens d'évaluation des critIres de QOS

Le secteur des télécommunications mobiles a pris une importance croissante dans l'économie au cours de cette décennie. La téléphonie mobile notamment le GSM s'est imposé dans le marché des services mais aussi dans celui des équipements réseaux et des terminaux mobiles. Ces derniers sont devenus un "véritable compagnon", un outil indispensable dans la vie des populations. Comment rendre cet outil agréable d'usage pour le client à travers une qualité de service satisfaisante ? Telle est la préoccupation que nous aborderons dans le deuxième chapitre de notre travail.

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous- système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

Problématique

L'opérateur de téléphonie mobile a l'obligation de garantir à ses abonnés une bonne qualité de service (QoS) optimale. Ainsi, il se doit de leur assurer une bonne accessibilité aux services offerts, une continuité en appel sans coupure et une mobilité très aisée pour le client sans perturbations et ceci pendant toute la durée de la communication.

Cependant certains phénomènes peuvent impacter négativement cette QoS. Ils sont résumés dans le tableau suivant :

Phénomènes	Impacts
Perturbation du signal radio (diffraction, réflexion, ...)	Couverture radio, qualité vocale
Nature de l'environnement (végétation, relief, bâtiments, cours d'eau, ...)	Couverture radio outdoor, indoor, incar, continuité des appels, mobilité
Perturbations climatiques	Transmission du signal, accessibilité, qualité vocale, continuité des appels
Interférences	coupure des appels, grésillement dans la communication,
les disfonctionnements des équipements	Accessibilité, coupure des appels, mauvaise qualité vocale, impossibilité d'émettre des appels

Tableau 7. Chap2 : Résumé des impacts des contraintes radios sur la QoS

Notre étude portera sur le sous-système radio BSS car c'est cette partie du réseau qui gère toutes les ressources et contraintes radios. Ainsi cette étude consistera à analyser les impacts sur la QoS des contraintes ci-dessus mentionnées, et à proposer de nouvelles méthodes en vue de les corriger davantage. Cela permettra de garantir une qualité de service optimale pour une meilleure satisfaction des clients d'une part et une bonne rentabilité de l'entreprise d'autre part.

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

I. Présentation du cadre d'étude et de recherche

A. Présentation de GLO Mobile BENIN

Cela fait deux ans que le secteur des télécommunications au Bénin, notamment celui des réseaux de communication mobile, s'est agrandi par la présence de l'opérateur GSM GLO Mobile BENIN. Le projet a démarré en octobre 2007 et le lancement commercial officiel s'est tenu en juin 2008. Depuis, il fait son chemin et est identifié par les AB 98 et 99. Ce réseau a été déployé aussi bien dans la bande des 900 MHz que des 1800 MHz. La direction générale et technique est située à Cotonou et précisément au quartier Aidjedo près du commissariat dudit quartier. La direction commerciale quant à elle est située toujours à Cotonou mais au quartier Tokpa Hoho près du siège du FITHEB. En dehors de ces principales directions, des agences commerciales appelées GLOWORLD ont été installées dans les principales villes du Bénin pour mieux servir les clients.

Comme toute entreprise, GLO Mobile BENIN a sa structure interne qui lui est propre, avec ses divisions et sections, mais c'est la structure technique qui retiendra notre attention.

B. Division Technique

La structure technique de GLO Mobile BENIN peut être schématisée selon la figure suivante.

Figure 4. Chap2 : Structure technique de GLO Mobile BENIN

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

FMC/OMCR: Faults Management Center /Operating &Maintenance Center Radio

DCN: Data Communication Network

TRANS: Transmission

OMC-S: Operating &Maintenance Center for NSS

Chaque entité a à sa tête un responsable assisté de ses collaborateurs dans l'exécution des tâches. Les rôles des principales sections sont décrits dans le tableau ci-après :

Tableau 8. Chap2 : Définition des entités de la Division Technique

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

C. Unité d'étude et de recherche

Nous appartenons à la section FMC/OMC-R, qui s'occupe de la supervision, l'exploitation et la maintenance du sous-système radio BSS. Cette unité travaille sur des serveurs qui génèrent des compteurs, que va utiliser le service RNO/QoS dans son processus de suivi qualité radio du réseau. Ainsi c'est l'amélioration de ce processus qui fera l'objet de notre étude dans les lignes qui suivront.

D. Quelques services offerts

A l'instar des autres réseaux GSM, le service de base demeure celui de la voix, avec des formules d'abonnement telles que le prépayé, le postpayé, le Groupe Fermé d'Usagers (GFU), etc.

En plus de la voix, nous avons des Services à Valeurs Ajoutées ou SAV. Il s'agit des messageries classique ou multimédia, le "Ring Back Tone" ou RBT qui est une offre qui permet de remplacer la sonnerie arrière ou retour d'appel classique par une musique de son choix, etc.

Enfin, la possibilité de faire de l'internet WAP ou "Glodirect", avec ou sans clé modem GPRS / EDGE, est aussi disponible.

Nous nous arréterons à ce niveau, ceci n'est qu'une liste très peu exhaustive des services offerts par l'opérateur GLO Mobile BENIN, et présentés à titre indicatif.

Ainsi la qualité de tous ces services offerts à nos abonnés, dépend en grande partie de la qualité du réseau.

II. Fonctionnement du système de suivi de qualité de service radio de GLO Mobile BENIN

A. Présentation des infrastructures techniques

Le sous-système radio de GLO Mobile BENIN se compose des éléments ci-après : BTS, BSC, Transcoder. Il est hétérogène car nous avons deux équipementiers qui sont ALCATELLUCENT et HUAWEI. L'interface A-bis est propriétaire. Dans le cadre de notre étude, nous

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

nous spécifierons sur le BSS ALCATEL. Notons que les méthodes de résolution qui découleront de ce travail, seront aussi applicables sur la partie HUAWEI.

La partie sous-système réseau quant à elle comprend : deux (2) MSC l'un ALCATEL (type NGN : Next Generation Network) qui est en exploitation et l'autre HUAWEI qui n'est pas encore en service. Le principe de la technologie NGN se traduit par le fait que le transport des signaux de parole passe de la commutation de circuits (anciens switchs) à la commutation par paquets. A chaque MSC est greffé un VLR. En dehors du MSC /VLR, également le HLR qu'on appelle NGHLR et auquel est greffé l'AuC.

Les principaux autres équipements et plateformes sont les suivants : le BSCS (Billing System and Customer Service) pour la facturation des abonnés post-payés et le service clientèle, le SMSC dont le nom est TEXTPASS pour les services SMS, l'OSP / PPS pour le réseau intelligent (IN).

Les relations entre les principaux équipements GSM de GLO Mobile BENIN peuvent être représentées par la figure suivante :

Figure 5.Chap2 : Relations entre les principaux équipements GSM de GLO Mobile BENIN

B. Description du suivi qualité à GLO Mobile BENIN

Comme nous l'avions annoncé dans les généralités du Chapitre 1, la QoS radio du réseau est suivie et évaluée grace aux éléments d'appréciation que sont les données OMC, le Drive

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

Test, et les plaintes clients. Comment est-ce que tout cela fonctionne à GLO Mobile BENIN ? Nous l'aborderons dans cette partie.

1. La QoS vue du service clientèle

Le service clientèle ou "Customer Care Service", comme son nom l'indique est une entité qui s'occupe de la gestion de la relation client.

Le client est au coeur des préoccupations de GLO Mobile BENIN. Ce dernier, fidèle à son slogan "Rule your world", veut permettre au client de se faire plaisir en créant son environnement et en le façonnant à sa guise tout en restant fidèle au réseau. Ainsi dans l'accompagnement de ce processus, le service clientèle est à l'écoute du client, pour ses multiples besoins et pour mieux l'orienter.

La mission du service clientèle consiste principalement en quatre (4) volets à savoir : - Ecoute et proximité du client,

- Informations des clients sur les produits et services fournis par le réseau,

- Traitement des requêtes liées aux produits et aux services (exemple : activation d'un service),

- Gestion des réclamations (exemple : plaintes en rapport à la QoS).

Nous nous intéresserons particulièrement aux plaintes liées à la QoS radio. Ces dernières peuvent être dues soit à une absence ou une mauvaise présence du réseau dans une zone donnée, soit à des coupures pendant les appels, ou encore à des problèmes d'accès au réseau, etc.

Les plaintes clients liées à la QoS radio enregistrées sont remontées au niveau du service technique compétent qui est souvent le service RNO/QoS, qui se chargera de mener des investigations. Le tableau qui suit est un exemple du rapport des plaintes clients.

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

Tableau synthèse des plaintes clients QoS

Date: jj/mm/aaaa

N°	N° téléphone	Lieu d'appel	Problèmes	Durée	Spécifications exactes des problèmes
1	98XXXXXX	Kétou	Faible couverture (Indoor et Outdoor)	Tout le temps	Aux alentours de la mosquée principale
2	98XXXXXX	Savè	communication unidirectionnelle	20h-22h	Les destinataires n'entendent pas les appelants.
3	99XXXXXX	Zongo	Problème d'accès au réseau	Tous les jours à partir de 20h	Plusieurs tentatives avant aboutissement d'un appel
4	99XXXXXX	Comé	Coupure des appels	6h-9h	Calls drops

Tableau 9.Chap2 : Rapport QoS service clientèle 2. La QoS vue du département technique

Le département technique, comme présenté précédemment, se compose de plusieurs entités. Dans l'exercice de leurs tâches quotidiennes, ces entités interviennent sur tous les problèmes du réseau les concernant (pannes matérielles et logicielles, problèmes clients, ...) avec une anticipation et réactivité qui permettra de garantir au client un ressenti le moins désagréable possible.

L'unité de suivi qualité et d'optimisation du réseau radio exploite des outils et méthodes qui lui permettent d'avoir une idée claire de ce que ressent le client. Aussi nous attelleronsnous à décrire comment cette unité procède.

a. Serveurs OMC-R, NPO

Les OMC nous en dénombrons de deux types comme le recommande la norme à savoir l'OMC-S et L'OMC-R. Notre étude porte sur la partie du réseau supervisée par l'OMC Radio. Etant donné, que nous avons deux (2) différents BSS, nous avons par conséquent deux (2) différents OMC-R. Celui d'ALCATEL-LUCENT est composé d'un serveur et de plusieurs postes clients en fonction de la licence et de la taille du réseau.

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

Pour alléger son OMC-R, ALCATEL-LUCENT a conçu et développé un serveur qui va se charger en fait de collecter les compteurs qui proviennent de l'OMC-R, et de les traiter pour une analyse plus intelligente et plus aisée. Il s'agit du NPO (Network Performance and Optimization). Le NPO est composé d'un serveur et de plusieurs postes clients selon la licence et la taille du réseau.

La figure ci-dessous montre la position des serveurs OMC-R et NPO et la manière dont ils interagissent entre eux et avec le BSC.

Figure 6.Chap2 : Position des serveurs OMCR et NPO

b. Alarmes OMC-R

A l'OMC-R, deux types d'alarmes sont remontés : il s'agit des alarmes de type QoS qu'on appelle " Alertes QoS" ou " QoS Alerters", et les alarmes de type disfonctionnement des équipements ou "Faulty Equipments".

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> Alarmes de disfonctionnement d'équipements

Rappelons-le, les équipements constituent un maillon vulnérable de la chaîne de qualité de service dans un réseau GSM. L'OMC-R ne permet pas seulement de réaliser des opérations de configuration et d'exploitation du réseau, mais aussi d'assurer une surveillance (supervision) du fonctionnement des équipements BSS.

En effet, toutes les pannes des équipements sont remontées sous forme d'alarmes, avec un niveau de sévérité à l'OMC-R. Les alarmes peuvent être de type "Environnemental", "Communication", "Equipement", etc. A chaque type, correspondent différentes spécifications d'alarmes comme le montre le tableau ci-dessous (ceci n'est qu'une liste non exhaustive).

Type	Spécifications
ENVIRONNEMENTAL	Energie
	Incendie
	Température
	Humidité
QUALITY OF SERVICE	Perte de trafic sur la cellule
EQUIPEMENT	VSWR
	Equipement hors service
	Equipement dégradé
COMMUNICATION	Transmission sur liaison A-bis / A / A-ter
	Perte de signalisation SS7

Tableau 10. Chap2 : Spécifications d'alarmes équipements par type

Les différents niveaux de sévérité des alarmes équipements ainsi qu'un exemple de visualisation de ces alarmes sur les terminaux sont respectivement présentés aux tableaux 17 et 18. Signalons que le deuxième tableau n'est qu'un bref aperçu des principales observations qui se font quotidiennement à l'OMC-R. De méme pour plus d'efficacité et de réactivité, des filtres sont réalisés sur chaque type.

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Tableau 11. Chap2 : Niveaux de sévérité des alarmes d'équipements

Tableau 12. Chap2. Vue globale des alarmes d'équipements

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Perceived Severity : Sévérité de l'alarme

Friendly Name : Nom usuel de l'équipement

Alarm Type : Type de l'alarme

Event Date & Time : Date et heure d'apparition de l'alarme Clearing Status : Etat de résolution de l'alarme

NCLR = NOT CLEAR (alarme non résolue) CLR = CLEAR (alarme résolue)

Clearing time : Date et heure de résolution de l'alarme

> Alertes QoS

Le but de ce type d'alarmes est de détecter et de remonter des alarmes vers l'OMC-R, sur la base des données de mesures de performance radio. En effet, nous le verrons dans le sous-titre suivant, les indicateurs radios de performance sont mesurés, puis comparés avec des valeurs seuils prédéfinis. Si après comparaison, il y'a dépassement de seuil, des alarmes sont générées avec un niveau de sévérité, puis reportés à l'OMC-R.

Ici également, la dénomination des niveaux de sévérité des alarmes est presque la même que celle des équipements, c'est-à-dire, "Critical", "Major", "Minor", "Warning" et enfin "Clearance". Le terme " Clearance " signifie que l'alarme a disparu.

Tous les reports d'alarmes, quelque soit leur type, se font via le BSC (il est connecté directement à l'OMC-R), y compris ses propres alarmes. ALCATEL-LUCENT par défaut a défini des alarmes, mais l'opérateur peut en créer lui aussi au besoin.

A GLO Mobile BENIN, nous avons une unité dénommée FMC (Faults Management Center), pour le Centre de Gestion des Pannes (confondue à l'unité de configuration et d'exploitation du réseau) qui collecte les alarmes remontées à l'OMC-R et les rapporte aux équipes concernées pour que des actions adéquates soient prises : c'est la notion d'escalade. Après l'escalade, vient une attitude que l'on appelle "réactivité" au niveau du technicien. Cette dernière est la capacité du technicien à résoudre rapidement les problèmes/incidents du

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réseau par la mise en oeuvre de moyens ou de ressources. La réactivité est très importante, car plus elle est lente, plus la faute perdure, plus cela impactera le bon fonctionnement de l'équipement voire sa durée de vie et par ricochet sur la qualité de service ressentie par le client.

c. Compteurs et indicateurs de performance

Les compteurs de performance enregistrent des valeurs (processus d'incrémentation ou de décrémentation) relatives à des états concernant diverses parties d'un système. Ici notre système est le BSS et ces comptages se font sur l'interface A-Bis et A. Les compteurs sont activés / désactivés, stockés puis reportés à l'OMC-R. Les compteurs d'ALCATEL sont organisés selon des types et familles.

Les principaux types et quelques familles associées, utilisés dans le suivi QoS sont définis dans le tableau suivant :

Numéro du Type	Nom du Type	Définition du Type	Quelques familles associées
18	A Interface measurements	Différentes causes de messages CLEAR REQUEST et ASSIGNMENT FAILURE	Quality of Service
110	Overviews measurements	Ensemble des compteurs clés relatifs à la QoS d'une cellule ou d'un BSC donné sur le réseau.	Quality of Service, Traffic Load, Handover
180	Traffic Flow measurements	Ensemble des compteurs relatifs aux exécutions de Handover inter-cellules (SDCCH / TCH) entrants par cellule voisine (cellule serveuse, cellule cible).	Adjacency

Tableau 13.Chap2 : Principaux types et quelques familles associées de compteurs OMC-R

Il est important de signaler que tous les compteurs OMC-R ne sont pas activés sur le réseau. En effet, il existe des compteurs activés en permanence que l'on appelle "Permanents Measurements Counters" ou PMC, et des compteurs activés à la demande ou si besoin appelés "On Demand Measurements Counters" ou ODMC. Ces derniers sont activés juste pour des analyses particulières pendant une période bien définie, et après ils sont désactivés. Cette mesure est prise pour éviter que les processeurs OMC-R ne soient chargés en permanence.

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Aussi, la disponibilité des compteurs est importante, car tous les compteurs ne le sont pas au méme moment. Il y'a des compteurs qui sont disponibles par heure, par jour, par semaine et même par mois et respectivement ils sont dits "hourly", "daily", "weekly" et "monthly".

Afin de permettre aux opérateurs de disposer d'informations exhaustives sur la QoS offerte par leur réseau et de l'améliorer, des indicateurs de performance qui caractérisent le fonctionnement radio des cellules, ont été définis. Un indicateur de performance est une mesure ou un ensemble de mesures bien définies sur un aspect critique de performance globale d'une situation. Il fait le "guet" et alerte le responsable en charge lorsque certaines conditions sont remplies. Il est fonction des compteurs, et puisque l'organisation des compteurs peut varier en fonction des constructeurs, il en sera de même pour les indicateurs.

Les indicateurs clés de performance ou Keys Performance Indicators (KPI), sont des indicateurs mesurables d'aide décisionnelle dont le but est de représenter un aperçu d'évolution des facteurs clés de succès des processus de l'entreprise, afin d'évaluer sa performance globale en fonction des objectifs à atteindre. Ainsi dans le suivi QoS radio du réseau, les KPI sont des indicateurs qui permettent vraiment d'avoir une vue à la fois critique et globale de la situation du réseau.

Les tableaux 14 et 15 présentent respectivement des exemples de KPI et de compteurs OMC-R utilisés sur le réseau. Par rapport aux KPI, en principe, le constructeur fixe les valeurs seuils de QoS, mais l'opérateur a la possibilité de définir lui-même des valeurs seuils selon sa convenance et en fonction du niveau de QoS qu'il souhaite atteindre.

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NETWORK KPI	Définition	Périodi cité	Seuils Alcatel	Seuils Glomobile
CALL SETUP SUCCESS RATE	Le taux d'appels réussis par rapport aux tentatives d'appels.	Daily / Weekly	> 95%	> 95%
CALL DROP RATE	Le taux d'appels coupés par rapport aux appels réussis.	Daily / Weekly	Bon si <4%	Bon si <2%
SDCCH CONG RATE	Le taux de canaux SDCCH non alloués dûs à une congestion radio durant une procédure normale d'établissement du lien radio.	Daily	Bon si <5%	Bon si <1%
SDCCH DROP RATE	Le taux de coupure de SDCCH après une phase d'assignation normale.	Daily / Weekly	Bon si <4%	Bon si <2%
TCH CONG RATE	Le taux de canaux TCH non alloués dûs à une congestion radio durant une phase d'assignation normale.	Daily	Bon si <5%	Bon si <2%

Tableau 14.Chap2 : Exemple de quelques principaux KPIs

Les compteurs considérés dans l'exemple du tableau 15 sont ceux qui sont pris en compte dans l'obtention de la formule du SDCCH CONG RATE.

Numéro	Nom	Type	Nature	Famille	Définition
MC04	NBIMMASSPREP FAIL_CONG	110	PM	Quality of Service	Nombre de canaux SDCCH non alloués pour cause de congestion
MC148	NB_IMM_ASS_ALLOC	110	PM	Quality of Service	Nombre de canaux SDCCH alloués lors d'un processus d'assignation immédiate et/ou normale

Tableau 15. Chap2 : Quelques exemples de compteurs radios

La formule est la suivante : SDCCH CONG RATE= SDCCH CONG / SDCCH REQUEST ; SDCCH CONG= MC04 et SDCCH REQUEST= MC04+MC148.

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d. Mesures radios terrains : Drive Test

> Définition, principe et données mesurées

Le Drive Test ou DT consiste à effectuer des mesures terrains par le biais d'équipements dédiés qui émettent ou pas des appels et enregistrent les performances sous forme de données pour avoir ainsi une idée réelle de l'environnement radio de notre réseau. Généralement embarqués à bord de véhicule, ces équipements permettent d'avoir plusieurs informations sur l'état du réseau dont principalement le niveau de signal RxLEV, la qualité vocale RxQUAL, les interférences, les handovers, etc.

Il existe différentes façons d'effectuer le DT :

- Le DT en mode scan

Il s'agit de scanner, d'enregistrer toutes les fréquences, et de collecter des informations telles que leurs RxLEV et BSIC (Base Station Identification Code). Ce type de test s'effectue en mode "Idle".

- Le DT en mode appels courts

Il consiste à initialiser un appel qui sera terminé (stoppé volontairement) après un certain temps bien défini (souvent 2 minutes). Cet appel stoppé est alors relancé après environ 15 secondes de pause. Le test est effectué pour mesurer la performance du Call Setup (accessibilité) mais fourni aussi des informations de niveau et de qualité du signal, etc.

- Le DT en mode appels longs

Contrairement au mode appels courts, ici l'appel est émis vers un numéro (gratuit généralement) sans l'interrompre volontairement. Ceci permet d'effectuer des enregistrements de mesures durant tout le temps nécessaire dans la zone objectivée. Ainsi, si tôt que l'appel est coupé (coupure involontaire), le mobile retente automatiquement un autre appel. Ce type de DT est utilisé pour mesurer la performance des Handovers, du RxLEV, du RxQUAL, des calls drops et autres.

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- Le DT pour Couverture Indoor

Il s'effectue généralement sous la base d'un des modes suscités mais se déroule à l'intérieur des bâtiments ou bureaux afin d'estimer les niveaux de signal et de qualité perçue par le client.

Cette chaîne de mesure est utile pour analyser un problème client (une information géographique) et elle permet de s'évaluer par rapport aux réseaux concurrents (benchmarking). Elle nous permettra d'apprécier les réalités que vivent les abonnés afin de prendre des dispositions techniques pour mieux les satisfaire.

A GLO Mobile BENIN, la méthode du drive test souvent exploitée est le type appels longs et donc consiste à embarquer dans un véhicule les équipements suivants :

- un mobile à traces SAGEM avec double capacité GSM/GPRS, - un analyseur de spectre AGILENT avec GPS intégré,

- un PC portable qui permet d'automatiser l'acquisition et le stockage des données, mais aussi muni du logiciel Mapinfo pour le traitement des données drive test. Le PC est équipé d'une carte interface RS 232 pour assurer le lien entre la sortie série du mobile à traces et le port série du PC,

- Un dispositif d'alimentation en énergie pour les différents appareils de mesure.

La figure 7 présente le schéma d'interconnexion de ces équipements lors d'une opération de DT.

Figure 7.Chap2 : Interconnexion des équipements de DT

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Les principales mesures effectuées au cours d'une opération de Drive Test sont récapitulées dans le tableau ci-après.

Tableau 16.Chap2 : Données Drive Test

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Les trois premières données sont les plus couramment mesurées. Cependant pour des investigations profondes, l'on peut aller jusqu'à mesurer le reste des données et bien d'autres encore.

> Traitement et exemple d'analyse des données Drive T

Le traitement des données mesurées se décrit comme suit :

- Exportation des données de l'outil de DT puis conversion des données exportées en fichier d'extension .TXT,

- Conversion des fichiers .TXT en fichier Excel, puis traitement du fichier Excel, - Importation du fichier Excel (préalablement obtenu) dans l'application Mapinfo, - Matérialisation de points à partir des valeurs longitude et latitude du fichier Excel

importé. Ces cordonnées représentent les différents endroits où les mesures ont ^étéprises durant le Drive test. Prendre le soin d'ouvrir les points crées et les sites du réseau dans le même Map,

- Création des thématiques par tels que RxLev, RxQual, FER, etc. Il s'agit ici par exemple de donner une couleur à chaque niveau de signal reçu pour pouvoir faciliter l'analyse. La méme chose est faite pour le RxQual et le FER. Voir ci-dessous les différentes légendes utilisées par notre équipe RNO/QoS.

Figure 8. Chap2. Exemples de thématiques obtenus à partir des résultats de DT

Un exemple d'analyse de ces légendes nous fait remarquer que le signal se situant entre - 20 dBm et -80 dBm est bon; celui entre -80 dBm et -95 dBm est faible et celui au-delà -95 dBm est mauvais. Par rapport à cela nous parvenons à dégager les zones de couvertures

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mauvaises ou sans couverture et pouvons proposer des solutions pour la correction de ces problèmes. La même analyse est faite pour la qualité et le FER.

Des exemples de capture Mapinfo de données de DT mettant en exergue des problèmes de couverture radio et d'interférences sont respectivement représentés aux figures 9 et 10.

Figure 9. Chap2 : Données de DT relatives à une mauvaise couverture radio

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Figure 10. Chap2 : Données de DT relatives à des probl4mes d'interférences

Après avoir traité et analysé les résultats du DT, une fiche diagnostique radio est établie par cellule. Le tableau ci-dessous en est une illustration.

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Tableau 17. Chap2 : Fiche diagnostique radio de cellule

UL : UpLink

DL : DownLink

VSWR : Voltage Standing Wave Radio ROS : Retour d'Onde Stationnaire

e. Suivi qualité : rapport QoS journalier, hebdomadaire

Pour assurer un suivi régulier de l'évolution de la qualité radio du réseau, des rapports QoS journalier et hebdomadaire sont rédigés et envoyés aux acteurs du réseau tels que le management et les techniciens avec des recommandations.

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Le rapport journalier encore appelé "Daily Warning" permet de suivre quotidiennement la QoS. Les résultats présentés sont toujours ceux du jour précédent. Les observations des statistiques KPI sont faites sur toutes les cellules du réseau, et seulement un nombre déterminé de cellules dont les statistiques sont les plus mauvaises TOP N (ici N=15) sont retenues pour être analysées. Ainsi, ce rapport contiendra une analyse approfondie de l'état de ces quinze (15) cellules, et des actions proposées pour corriger les imperfections relevées.

Le rapport hebdomadaire quant à lui, présente sur une durée d'une semaine, l'état global du réseau. En réalité, ce rapport se fait sous deux formes qui sont :

- Une forme technique avec comme principal élément des tableaux de bord ou "Dashboard". Le tableau de bord est un instrument de mesure de la performance destiné au pilotage proactif. Il donne une description purement technique des performances radios du réseau tout en présentant les causes des imperfections relevées et les actions qui ont été proposées pour les corriger. Le tableau de bord n'est pas un instrument de motivation mais un instrument de progrès.

- Une forme classique appelée "Reporting "qui permet de référer au niveau hiérarchique supérieur, dans un langage peu technique, l'analyse des tableaux de bord. Le "Reporting" permet de vérifier l'atteinte des objectifs fixés tant en termes de moyens que de résultats et de prendre ainsi les décisions qui s'imposent sur la base des analyses et recommandations proposées. Ce rapport est souvent destiné au management.

Dans un premier temps, nous présenterons un exemple de "Daily Warning", avec certaines analyses et actions qui s'en sont suivies, puis nous adopterons la même démarche avec un exemple de "Dashboard".

> Exemple de Daily Warning

Le tableau ci-dessous nous montre un exemple de rapport "Daily Warning". Il est intitulé "Call Success" et rassemble les principaux indicateurs qui interviennent dans l'établissement d'un appel normal jusqu'à la rupture normale de cet appel. Il comprend comme annoncé plus haut, la liste des 15 plus mauvaises cellules en termes de performance du réseau, enregistrées

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le 12 Août 2009. Ce rapport a donc été produit le 13 Juin 2009. La plupart de ces KPI sont exprimés aussi bien en nombre qu'en taux (pourcentage).

Tableau 18. Chap2 : Exemple de "Daily Warning" sur le Call Success

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Les principales analyses de ce tableau révèlent que le CALL SETUP SUCESS RATE est mauvais (<95%) pour toutes les cellules. Pour la plupart, cette mauvaise performance est due à une congestion en assignation de canaux TCH. La solution apportée pour la majorité est l'ajout d'une nouvelle TRX sur le secteur, et pour une minorité l'activation des paramètres radios FAST_TRAFFIC_HO, ou AMR_HR. Le premier permet d'allouer un canal TCH sur une cellule voisine non congestionnée tout en maintenant le canal SDCCH sur la cellule serveuse et le second pour partager le débit d'un canal TCH par deux communications différentes.

Une autre analyse qui ressort de ce tableau est le taux élevé de SDCCH Drops et de Call Drops. Les valeurs de ces deux indicateurs sont surtout très élevées pour le secteur 3 de la cellule 45. Des analyses poussées nous révèlent la présence d'interférences sur ce secteur. Ainsi, les investigations vont continuer pour déterminer les sources des ces interférences ainsi que les actions correctives à mener. En dehors de ce secteur critique, les performances SDCCH drop des autres cellules sont telles que les actions proposées sont des "lock/unlock", "reset" sur les TRX concernées. Si après ces actions, les problèmes persistent, alors d'autres actions seront envisagées.

En fait, lorsque la valeur d'un indicateur de performance est mauvaise, une démarche méthodique et claire est suivie afin de détecter la (les) cause(s) réelle(s) du problème. Une fois la (les) vraie(s) causes trouvé(es), il devient plus aisé d'orienter des actions adéquates dans le processus de résolution du problème.

L'exemple qui suit est un scénario de diagnostic du CALL DROP RATE. Comme nous le constatons, les calls drops sont de trois types. Il s'agit de ceux düs aux problèmes systèmes (BTS, BSC, TC), où aux problèmes Handover, où encore aux problèmes radios. Pour chaque type, les causes probables sont citées.

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Figure 11. Chap2 : Scénario de diagnostic du CALL DROP RATE

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> Exemple de Dashboard

Durant l'accessibilité au réseau (appel normal, urgence, consultation de crédit, etc.), plusieurs indicateurs sont impliqués et peuvent donc affecter le taux de Call Setup Success Rate (CSSR). Le graphe suivant fait ressortir la distribution et l'impact de ces principaux indicateurs sur l'évolution du CSSR.

Call Setup Success Dashboard

Call Setup Success	2009- S16	2009- S17	2009- S18	2009- S19	2009- S20	2009- S21	2009- S22
Call setup success rate	98,18	97,87	97,91	97,16	97,64	97,97	98,15
SDCCH drop	604728	618777	645543	856990	1111739	744384	741941
TCH fail	255090	241815	241847	195525	157778	177816	179075
TCH cong	55511	107706	121819	149622	150850	180551	198040

Nombre

Call Setup Success Evolution

1600000

1400000

1200000

1000000

400000

600000

200000

800000

0

2009-S16 2009-S17 2009-S18 2009-S19 2009-S20 2009-S21 2009-S22

TCH cong TCH fail

SDCCH_drop Call setup success rate

40

20

90

70

60

50

30

0

80

100

10

Taux %

Figure 12. Chap2 : Exemple Dashboard CSSR

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Commentaire : la semaine 19 jusqu'à la mi-semaine 20 a connu une baisse du CSSR de

97,91% à 97,16% comme l'indique le graphe. Cette baisse est particulierement liée aux
SDCCH drop et TCH cong. En effet cela pourrait s'expliquer par les travaux d'extension et

de maintenance de transmission qui se sont déroulés cette semaine. A partir de la fin de la

semaine 20 le taux de CSSR a recommencé par croître avec une stabilisation enregistrée de

98,15% dans la semaine 22. Malgré tout le taux global de CSSR est resté supérieur au seuil exigé.

Signalons que l'exemple ci-dessus n'est qu'un élément du document relatif aux tableaux de bord des indicateurs présenté par l'équipe RNO/QoS.

Le tableau de bord bien élaboré, avec les indicateurs de performance adaptés, permet non seulement de suivre l'évolution de la QoS du réseau, mais constitue aussi un instrument de prospective.

En télécommunications, l'on ne saurait parler de QoS sans aborder la notion d'Erlang et d'heure chargée ou "busy hour ". L'Erlang est une unité de mesure d'intensité du trafic téléphonique mis au point par Agner Krarup Erlang. Théoriquement, un Erlang représente l'utilisation continue d'un chemin de voix pendant une durée d'observation. Dans la pratique, il est utilisé pour décrire le volume de trafic total écoulé en une heure (1h).

Dans le GSM, en dehors de la capacité de trafic exprimée en Erlang des équipements tels que les BSC, les MSC, l'on utilise aussi des modèles de trafic surtout dans la partie radio appelés "Tables d'Erlang". Ces tables sont utilisées spécialement dans des phases de dimensionnement du réseau et d'optimisation. Il s'agit des tables Erlang-B et Erlang-C.

La première et la plus généralement utilisée, renseigne sur le volume de trafic écoulé en fonction du nombre de canaux TCH nécessaires et par rapport à une probabilité de blocage des appels à l'heure chargée (busy hour). Ce modèle suppose que tous les appels bloqués sont immédiatement rejetés.

La seconde quant à elle est identique à la première à la seule différence que les appels bloqués ne sont pas immédiatement rejetés mais plutôt mis en attente (file d'attente) jusqu'à ce qu'ils soient traités. C'est la notion de probabilité de mise en attente. Quelques valeurs de la table Erlang B sont présentées dans l'exemple ci-dessous. Le taux de probabilité de blocage

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

couramment utilisé est de 2%. N représente le nombre de canaux TCH et B le taux de blocage.

Tableau 19. Chap2 : Exemple de quelques valeurs de la table d'Erlang B

La figure suivante montre un exemple de suivi de l'évolution du trafic en Erlang sur l'ensemble des BSC du réseau de la semaine 8 á la semaine 12. On constate aisément que les extremes de trafic haut et bas enregistrés sont respectivement dans les semaines 9 et 12. Ces variations peuvent etre liées á des évènements particuliers tels que des promotions, des problèmes de transmission, des travaux de maintenance, etc.

Figure 13. Chap2 : Exemple d'évolution de trafic TCH Erlang

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

Le suivi QoS radio à GLO Mobile BENIN, au regard de tout ce qui a été dit, fait intervenir les unités BSS/TRANS, FMC/OMCR, RNO/QoS, et le Service Clientèle. La coordination des actions de ces différentes unités peut être représentée de la façon suivante :

Figure 14. Chap2 : Organisation générale du suivi QOS radio

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

L'appréhension de la méthode actuelle du suivi QoS radio à travers les outils ci-dessus présentés, révèle un certain nombre d'insuffisances que nous développerons dans la troisième partie de ce chapitre. Ensuite suivront la présentation des nouvelles solutions que nous proposons en guise d'amélioration de ladite QoS et leur mise en oeuvre dans le système.

II. Insuffisances relevées et propositions de nouvelles méthodes

A. Insuffisances relevées

L'étude approfondie des méthodes et techniques du suivi QoS radio de GLO Mobile BENIN, fait ressortir des manques principalement axés sur les points suivants : les outils utilisés, les procédures exécutées.

1. Les outils utilisés

· Après les calls drops, il n'y a rien de plus désagréable pour un usager qu'une communication à un seul sens, ou avec beaucoup de bruits, ou pire encore une communication entrecoupée. Toutes ces situations citées sont des cas de mauvaise qualité vocale.

Il est vrai, qu'avec les indicateurs de performance et la chaine de mesure actuelle, l'on a déjà des informations sur le niveau de RxQUAL, de BER, de FER, mais des limites existent avec ces méthodes. En effet, c'est juste l'impact de la fréquence radio (affaiblissements RF) sur la qualité d'écoute qui est mesuré.

Mais ces méthodes "traditionnelles" ne sont pas en mesure d'effectuer des captures et des mesures d'éléments encore plus impactant de la qualité vocale tels que l'écho, le bruit et les disparités dans les communications qui sont des expériences que vivent les abonnés.

Il faudrait donc intégrer aux systèmes habituels de mesures, un autre élément qui va réellement analyser en profondeur la qualité vocale (comme décrite juste au-dessus), avec une précision des sources de problèmes rencontrés.

· Pendant le Drive Test ordinaire, il est difficile de réaliser des mesures en indoor. Plus exactement, les équipements utilisés lors des mesures outdoor et incar, de même que la façon du déroulement du DT, ne peuvent pas être adaptés aux mesures indoor.

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Un client qui soulève des plaintes répétées relatives à la QoS dans sa maison, il serait intéressant avec sa permission d'entrer cher lui et d'effectuer des mesures pour toucher du doigt la réalité qu'il vit.

Alors nous pensons pour le drive test en indoor, qu'il faudrait un équipement simplifié mais tout aussi performant, avec les mêmes résultats obtenus que pour les autres types de DT, tout cela pour mieux satisfaire le client.

· Après les mesures terrains radios, vient la phase de traitement des données collectées.

Dans la méthode existante c'est Mapinfo qui est utilisé pour ce processus. Mais, nous

constatons que cette application présente des limites cruciales telles que :

- Incapacité à détecter les sources ou causes de problèmes identifiés,

- Incapacité à proposer des procédures de résolution des problèmes,

- Inexistence de système de post-traitement automatique des données, ce qui oblige l'ingénieur à le faire par lui-même et encore parfois avec des applications externes à importer dans Mapinfo. Cela entraîne une perte de temps énorme car nécessitant beaucoup de procédures et d'ajustements de la part de l'ingénieur,

- Pas de statistiques approfondies, pas de "Reporting".

En un mot, Mapinfo ne fait juste qu'une présentation des parcours et points de mesures avec une surbrillance des sites ayant des problèmes grâce aux thématiques créées (par l'ingénieur). Il ne réalise pas d'investigations en profondeur des problèmes détectés, et ne permet pas vraiment à l'ingénieur optimiseur/qualiticien d'effectuer une analyse pertinente des données DT et de rechercher des solutions. De plus, cette méthode de travail est lourde, fastidieuse et s'avère inefficace au fur et à mesure que le réseau grandit.

Nous proposons un outil de post-traitement des données drive test, plus performant avec beaucoup plus de fonctionnalités que Mapinfo. Le traitement des données sera donc nettement plus aisé pour l'optimiseur/qualiticien, et il faudra compter avec l'apparition de nouveaux aspects, de nouveaux détails, qui étaient impossibles avec l'outil précédent.

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· Il est aussi important de suivre l'activité des "roamers", afin de mieux développer les services associés, ajuster les paramètres radios, dimensionner les ressources radios, et ainsi faciliter les opérations de roaming.

Il faudrait donc songer à un outil, qui en plus des traces ordinaires déjà effectuées dans le réseau, permettra de recueillir des informations précises concernant les activités roamings telles que les zones d'entrées des "roamers", les pays les plus concernés, la mobilité des roamers, etc.

Connaître toutes ces informations permettra d'optimiser favorablement les zones d'entrées fortes telles que l'aéroport, les frontières terrestres, le port, et par conséquent "rendre agréable la vie aux roamers" d'une part et augmenter le revenu de l'opérateur d'autre part.

· Chaque problème identifié dü à des incidents sur le réseau, doit faire l'objet d'un suivi depuis la genèse jusqu'à la réparation complète. Ensuite les incidents déjà connus de même que leurs méthodes de résolution, doivent pouvoir être conservés dans une base de données. L'on peut faire recours à ces informations, chaque fois qu'un incident similaire se produit, et ainsi gagner en réactivité, et la QoS se verrait alors moins impactée.

Nous suggérons de trouver un moyen de suivi et de gestion des incidents ainsi que des efficacités techniques. Il s'agira par exemple d'un processus de "work flow".

· Le sous-système radio étant mixte (ALCATEL et HUAWEI), l'appréciation de la QoS via les indicateurs de performance ainsi que les compteurs d'observation sont spécifiques à chaque constructeur, méme si l'opérateur a la possibilité d'harmoniser les seuils d'analyse sur l'ensemble du réseau.

Cependant, l'interface A est une interface normalisée, et donc il serait plus juste d'avoir un outil qui fonctionnerait selon les messages/protocoles définis par la norme et permettant un suivi QoS très précis en comparaison aux outils des constructeurs. Cet outil sera par conséquent indépendant des constructeurs mais parfaitement compatible avec les équipements du réseau. Il ne sera pas qu'un simple analyseur de protocole (comme le K15 par exemple) mais bien plus encore avec des fonctionnalités supplémentaires telles que l'analyse en profondeur des CIC, COC, la création automatique des Reporting et statistiques détaillées.

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2. Les procédures exécutées

· Le Bénin compte 5 opérateurs GSM en service. Dans le souci perpétuel d'offrir une QoS satisfaisante aux abonnés, voire la meilleure possible, il est très important que GLO Mobile BENIN en dehors de lui-même, puisse se comparer aux autres (notamment avec celui qu'il considère comme étant le meilleur par rapport à lui). Cette opération appelée "benchmarking", ne se fait pas encore réellement sur tout le réseau. Alors, envisager la possibilité de la réaliser, à une période relative d'une fois tous les six (6) mois, afin de mesurer l'évolution de l'amélioration de la QoS radio.

· Face aux diverses pannes rencontrées sur le réseau, une fois l'escalade faite, des difficultés peuvent survenir dans le processus de réactivité. En effet, si les ressources d'intervention sont limitées, il devient alors fondamental de prioriser les actions de résolution des pannes selon l'impact causé sur la QoS.

Ainsi, quels peuvent être les critères essentiels à considérer quant à la priorisation de résolution des pannes en cas d'insuffisances de moyens d'actions ? Nous l'aborderons aussi dans les nouvelles méthodes proposées.

B. Propositions de nouvelles méthodes

1. Analyseur de qualité vocale : QVoice Symphony

La solution que nous proposons pour une analyse poussée de la qualité vocale et qui va s'intégrer à la chaine de mesure existante est QVoice Symphony. Conçu par ASCOM France, il appartient à la famille QVoice qui est une plate-forme de test complète pour réseaux mobiles (2G et plus). Cette plate-forme dispose des capacités de mesure des données requises par les ingénieurs optimiseurs/qualiticiens.

Pour atteindre les objectifs fixés, les mesures et données de QVoice Symphony sont classées et interprétées en deux groupes :

> Selon le client

Les mesures de qualité de service de l'expérience des abonnés couvrent la qualité de la voix et de la vidéo réelle, les taux de perte d'appels, les taux d'appels manqués, les taux de

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réussite et les temps de livraison des SMS/MMS/messages électroniques, les débits et autres paramètres IP.

> Selon l'opérateur

Des informations de l'interface radio, détaillées comme la puissance et qualité du signal, les interférences, les cellules de desserte/voisines, les messages de niveau 3 et des mesures supplémentaires inestimables sont disponibles pour le dépannage et l'optimisation du réseau.

Les principales caractéristiques de cet outil se décrivent comme suit :

- Une interface utilisateur intuitive et une plate-forme matérielle flexible

- Adaptation à tous les scénarios de test, y compris tous les types de tests de données

- Extensible de 1 à 24 canaux/téléphones/modems - Technologies supportées : 2G, 2.5G, 3G et 4G

- Compatibilité avec beaucoup de mobiles à traces

- Récepteurs à balayage pour l'analyse de la couverture des fréquences radios et des

interférences dans les versions multi-bande et fréquences optimisées

Figure 15. Chap2 : QVoice Symphony

2. Outil Drive Test Indoor : NEMO Handy

NEMO Handy est une solution où les mesures et le monitoring de l'interface air sont vraiment simplifiés. C'est un mobile à traces dont la technologie constructeur est la marque NOKIA dans des gammes telles 6630/6680, N80, etc. Le constructeur de ce produit est la

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société Anite Nemo spécialiste dans le développement, la fabrication et la distribution de mesures radios à destination des opérateurs mobiles, équipementiers, fabricants de terminaux et fournisseurs de prestation de déploiement/optimisation de réseaux mobiles.

Le premier avantage du NEMO Handy est sa technologie simplifiée qui permet d'effectuer des mesures dans les endroits où la chaîne de mesure traditionnelle n'est pas une solution pratique, notamment les mesures indoor.

Les principales caractéristiques du NEMO Handy sont :

- Application basée Symbian,

- Compatible sur mobile Nokia 6630/6680 et N80,

- Technologies supportées GSM, GPRS, EDGE et WCDMA, - Interface utilisateur convivial et entièrement configurable,

- Réception GPS pour collecter des coordonnées géographiques,

- Applications voix, visio, FTP, HTTP HTML, WAP, MMS, SMS,

- Possibilité d'automatiser les tests avec des scripts, - Statistiques voix/data en temps réel,

- Parcours Indoor en temps réel sur fond de carte,

- Envoie automatique des résultats sur serveur FTP, - Notifications audios,

- Carte mémoire standard 1 GB MiniSD pouvant stockée jusqu'à100 h de données de mesures terrains.

Cet outil s'utilise déjà avec succès chez des opérateurs GSM dans la sous-région. Une vue du terminal mobile NEMO Handy et de son utilisation se présente comme suit :

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Figure 16. Chap2 : Exemple du NEMO Handy et son application

3. Outil post-traitement de données Drive Test : ACTIX Analyser

ACTIX Analyser est un système de post-traitement multifonctionnel qui optimise les tâches d'analyse et de production de rapports liés notamment aux mesures d'optimisation et de qualité de service radio. Il appartient à la famille ACTIX qui est un acteur du marché de la Qualité de Service des réseaux avec beaucoup de solutions à son actif.

Il est programmé avec des fonctionnalités et paramètres pertinents y compris une bibliothèque de rapports fréquemment utilisés et de générateurs de requêtes qui permettent aux utilisateurs d'extraire des données stockées dans la forme et selon les critères qu'ils souhaitent. Les fichiers de données DT sont compilés automatiquement puis exportés sous la forme de graphiques / statistiques riches, précis et complets. Ces résultats sont faciles à interpréter et les conclusions sont utiles pour le dépannage et le réglage radio des réseaux mobiles.

Les principales caractéristiques d'ACTIX Analyser sont les suivantes : - Supporte la plupart des formats de fichier tels que :

Ceux concernant les mesures terrains (Ericsson TEMS, Nemo TOM, Ascom Q-voice, etc.), d'OMC-R, d'interface A, Gb et de trace A-bis

Traces de Switch (Trafic), de type Ericsson MTR, et Nokia Online

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Analyseur de protocole de type Tektronix K1205, Ocean, et Nethawk sur les interfaces A, A-bis, et Gb pour les réseaux GSM/GPRS

- Les analyses peuvent être effectuées via des rapports prédéfinis par l'utilisateur afin d'accélérer le temps d'analyse ou de le standardiser,

- La grande majorité des analyses et calculs sont exécutés automatiquement, - Interfaces statistiques compatibles avec Excel,

- Interfaces cartographiques compatibles avec Mapinfo,

- La fonction Network Image permet de traiter un volume important de données.

Pour résumer, nous proposons un schéma qui met en exergue les performances de Mapinfo en comparaison de celles d'ACTIX Analyseur, montrant ainsi les raisons de notre choix pour un outil de post-traitement de données Drive Test.

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Figure 17. Chap2 : Comparaison des méthodes de post-traitement des données DT avec Mapinfo et ACTIX Analyser

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4. Outil de gestion des activités roamings : GSM Roaming

L'outil "GSM Roaming" est un produit de la société ASTELLIA qui possède une expertise dans la performance des réseaux et services mobiles. Il permet l'analyse détaillée de l'activité des roamers (jusqu'à la cellule près). A l'aide d'indicateurs pertinents qui pointent sur des éléments clés par IMSI, il est possible de répondre à des questions clés que nous nous sommes déjà posés dans les insuffisances telles que :

- Où se trouve le roamer ?

- Par où entre-t-il sur le réseau ?

- Quel est son réseau (pays) d'origine ? - Quels problèmes rencontre-t-il ? etc.

De plus, grâce à sa fonction supplémentaire LOR (Loss Of Roamers), il est possible d'identifier avec précision les cellules où les roamers sont perdus.

Il est vraiment important et avantageux pour un opérateur GSM de très bien connaître l'activité Roaming dans son pays, améliorer le taux de capture de ses roamers et ainsi augmenter le trafic générateur important de revenus. Un autre avantage qui en ressort, est le renforcement ou l'établissement de nouveaux accords de "roaming" avec les pays concernés.

Une vue de l'architecture de cette application est présentée selon la figure suivante :

Figure 18. Chap2 : Architecture du GSM Roaming

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5. Suivi des incidents et interventions: DRSII (Diagnostic du Réseau et Suivi des Incidents et Interventions)

Nous l'avions déjà dit, tout incident dans le réseau doit etre suivi jusqu'à la réparation complète. Ce suivi concerne non seulement le problème en lui-même, mais aussi les différents acteurs qui y interviennent depuis l'escalade jusqu'à la résolution en passant par la réactivité. Ainsi, pour effectuer ce processus qui n'est en réalité qu'un "workflow", nous proposons l'application DRSII que nous pouvons implémenter sur la plateforme ARS (Action Request System) de Remedy. ARS est une plateforme qui permet d'assurer la conception, le développement, la personnalisation, le déploiement et la mise en place d'applications de workflow stratégiques pour la gestion des niveaux de services et de disponibilité, des incidents, etc. La figure suivante décrit l'architecture du DSRII implémenté sur la plateforme ARS.

> Architecture de l'application DRSII

Figure 19. Chap2 : $LFIAtIFtKLeRTMESSlAFEtARn D5 6,I

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> Objectifs

Les objectifs visés par l'utilisation de l'application DRSII sont les suivants :

La mesure et la gestion de la QoS

- Le diagnostic permanent de l'état de santé du réseau, se traduisant par des "Reporting" et des Tableaux de Bord,

- La planification optimale de résolution des problèmes/incidents,

- L'évolution des déploiements du réseau (capacité du réseau), l'état de la qualité et de l'optimisation du réseau, l'état et l'impact des problèmes rapportés par les unités de supervision, la planification de travaux de maintenance, les sondages des clients sur les services offerts,

Le pilotage des activités - Le suivi des activités des travailleurs (mise en place d'indicateurs d'appréciation), - Mesure et appréciation de la réactivité (méthode de travail, temps d'interventions et de traitements) des travailleurs et par ricochet des différentes unités du processus, - Les statistiques sur les équipements défectueux du réseau, aboutissant à une appréciation de la performance des équipements du constructeur, - Mesure des délais de coupure (interruption de service) des équipements, - La qualité des services offerts aux clients,

> Principe de fonctionnement

Le fonctionnement de cette application repose essentiellement sur des objets répartis comme suit :

> Optimisation et Gestion QoS (qualité de service détecté par les méthodes objectives de suivi QoS)

> Gestion des pannes (supervision des alarmes par OMC)

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> Déploiement (extension du réseau, planification et intégration de nouveaux sites, etc.)

> Ordre des tâches (travaux logiciels ou matériels planifiés)

> Plaintes Clients (lié au rapport des plaintes clients produit par le service clientèle).

Tout évènement qui survient au sein de la technique et devant impacter directement la QoS radio, appartient forcément à un de ces objets. A l'intérieur de chaque objet, se trouvent des formulaires (à remplir) liés chacun à des problèmes spécifiques.

Le "process" commence par la création d'un Evènement. L'utilisateur saisit un événement en choisissant le formulaire adéquat (ex : alerte alarme équipement). La création de l'Evènement produit immédiatement comme conséquence la création d'un "Flag d'incident ".

Un "flag d'incident" représente un problème ou un incident remarqué sur le réseau (ex : panne, une dégradation de la qualité de service ...). L'objectif est d'agir sur cet incident afin de traiter le problème. Un Flag d'incident rassemble les informations qui sont : les caractéristiques générales de l'incident, l'origine de l'incident, la localisation (équipements du réseau affectés par l'incident), le suivi effectué sur le flag, le lien éventuel avec un autre incident. Les travaux nécessaires pour traiter l'incident définissent l'objet Action. Une action est caractérisée par les éléments suivants : les détails de l'action, le responsable et la concrétisation. Dès que l'action a été créée, le responsable de l'action se voit notifié (apparition d'un message de notification) qu'il est responsable de cette nouvelle action. Enfin,

une action est obligatoirement liée à un flag d'incident et plusieurs actions peuvent être ^aussiliées à un méme flag d'incident.

La description ci-dessus du process, fait ressortir clairement trois sous-objets à savoir : l'Evènement, le Flag d'incident, et l'Action. Chaque sous-objet, possède un cycle de vie caractérisé par différents états pris depuis la création jusqu'à la fin. Respectivement les figures 20, 21 et 22 nous montrent ces cycles de vie.

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Figure 20. Chap2 : Cycle de vie et étatsRd'unREvènement

Figure 21. Chap2 : &I POeRdeREeR1tR3tDt/Rd'un ) ODIRd'iCPiCInt

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Figure 22. Chap2 : Cycle de vie et états d'une Action

La signification des états de chaque sous-objet est résumée dans le tableau ci-après :

Tableau 20. Chap2 : Interprétation des états des cycles de vie des sous-objets de DRSII

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La plateforme Action Request System est basée sur le concept client /serveur. Ainsi, dans la mesure du processus tel que le nombre de Flags d'incidents ouverts, le nombre d'actions effectuées par équipe,... et pour d'éventuelles interrogations telles que le suivi des efficacités techniques, les équipements les plus impactés,... des indicateurs peuvent être créés et stockés sur la plateforme. Les résultats de ces indicateurs (disponibles à n'importe quelle moment de l'année) seront obtenus en adressant des requêtes SQL. Quelques exemples de ces requêtes et leur signification sont donnés dans le tableau ci-après.

Indicateurs de suivi de la réactivité

Tps_react_flg_sec

Tps_react_act_eq

Nom

Temps de prise en compte d'un Flag d'incident par section

Temps de prise en compte d'une action par section

Explication

- - Vue à la fin de chaque mois

-- Calcul sur toute l'année

Période d'observation

Tableau 21. Chap2 : Exemple de requêtes DRSII

Dans la création de ces indicateurs par exemple, il faudra identifier les états des flags d'incident sur lesquels il faut opérer le calcul. A l'affichage des résultats, nous aurons la durée moyenne et une répartition (nombre et taux) par tranche de temps.

L'application Diagnostic du Réseau et Suivi des Incidents et Interventions est un système d'interactions entre les différents acteurs QoS du réseau. Son implémentation dans le réseau favorisera encore plus, une prise de conscience de chaque acteur à son niveau, qui se sentira plus impliqué dans le processus d'amélioration de la qualité de service radio et donc jouera pleinement sa partition.

6. Outil de QoS radio indépendant : CIGALE GSM

CIGALE GSM est un outil (indépendant des équipementiers) d'analyse et optimisation QoS et de la performance des réseaux mobiles (GSM, GPRS, UMTS). Tout comme GSM

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Roaming, c'est également un des produits de la Société ASTELLIA. CIGALE GSM, est une solution toute faite, aisée dans l'utilisation et qui permet quotidiennement un "monitoring" en profondeur de la QoS du réseau à la fois dans la partie BSS et NSS. Cet outil, grâce à ses indicateurs pertinents, permet d'avoir une vision nette de la situation du réseau.

Quelques problèmes que CIGALE GSM arrive à traiter, sont les suivants : (ceci est une liste non exhaustive).

- Communications "blanches" (boucles sur liaisons MIC, problèmes CIC) - Congestion (trafic, MIC),

- Echecs HO par couple cellules, Handovers ping-pong, Handovers unidirectionnels, - Analyses par IMSI, IMEI, numéro de téléphone, performance du téléphone,

- Performance des CIC,

- Analyseur de protocole, traces,

- Efficacité et performance des SMS.

Avec CIGALE GSM, il est aussi possible entre autres, d'avoir des statistiques sur les différentes marques de téléphones qui sont utilisées sur le réseau.

7. Le Benchmarking QoS radio

Le "Benchmarking" est une technique qui consiste à s'évaluer par rapport aux performances d'une (des) entreprise(s) concurrente(s) considérée(s) comme une (des) référence(s) dans un domaine donné, afin de s'en inspirer et d'en retirer le meilleur. Dans notre contexte, il s'agit d'un processus continu de recherche, d'analyse comparative, d'adaptation et d'implantation des meilleures pratiques pour améliorer les performances radios et de ce fait la qualité de service.

Un "benchmark" est un indicateur chiffré de performance dans un domaine donné (ici il s'agit de la QoS radio) tiré de l'observation des résultats de l'opérateur qui a réussi le mieux dans ce domaine. Cet indicateur peut servir à définir les objectifs de GLO Mobile BENIN qui cherche à rivaliser avec ses concurrents pour la satisfaction des clients.

Un Benchmarking pour qu'il soit productif et que les résultats escomptés soient atteints, doit se dérouler selon les étapes décrites ci-dessous.

Chapitre 2 : Implémentation de nouvelles méthodes dans le sous-système radio afin d'améliorer la qualité de service radio GSM : cas du réseau GLO Mobile BENIN

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Tableau 22. Chap2 : Méthodologie du Benchmarking

La figure suivante est un exemple de rapport Benchmarking QoS radio dont le Benchmark ici est le RxLEV. Il s'agit donc d'une analyse de la couverture radio de trois différents réseaux dans une localité Y.

Figure 23. Chap2 : Exemple de rapport Benchmarking sur le RxLEV

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Ce rapport nous montre clairement qu'aux endroits où le signal est bon -75 à -30 (dBm), le réseau 3 a une très forte couverture radio et est donc le meilleur. Par contre plus le niveau de signal diminue, moins il est présent voire pas du tout.

Nous constatons aussi, que les réseaux 1 et 2, sont présents quelque soit le niveau du signal, mais avec une présence plus accentuée pour le réseau 2 que pour le réseau 1.

Comme première conclusion, nous pouvons dire que dans cette localité, lorsque les conditions de propagation du signal sont bonnes, les abonnés de tous ces réseaux peuvent accéder aux services offerts.

Cependant, lorsque les conditions seront mauvaises, seuls les abonnés des réseaux 1 et 2, continueront d'accéder à leurs réseaux, mais en mode dégradé.

8. Planification optimale de résolution d'incidents

Il n'est plus à démontrer que la qualité de fonctionnement des équipements en général et ceux du BSS en particulier, influe directement sur la Qualité de Service radio offerte.

Lorsque plusieurs pannes identiques ou différentes surviennent à la fois (quand c'est une ou deux pannes, le problème ne se pose pas) et qu'à ce moment les ressources (humaines ou matérielles) deviennent insuffisantes, le responsable du service maintenance doit faire une planification optimale de l'activité de son équipe. Il doit donc opérer des choix d'actions en fonction de priorités.

Par définition, une priorité est « tout ce qui fait l'objet d'une attention particulière et qui bénéficie d'un traitement privilégié en termes de ressources financières et autres formes d'incitation ». Le concept de « choix » est étroitement lié à celui de « priorité ». Comment donc prioriser ? Sur quoi se base-t-on pour prioriser ? Les étapes qui suivent, répondent à ces interrogations.

- L'attribution d'une cote de priorité fait certes appel à l'ensemble des données collectées, mais elle repose aussi sur l'expérience professionnelle qu'ont les acteurs concernés.

- Une fiche qu'on peut appeler "fiche synthèse de l'analyse" est élaborée. Elle contient la description de chaque problème et l'impact QoS associé tel que l'estimation du trafic susceptible d'être perdu, risque de détérioration de l'équipement, etc. A la fin,

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les acteurs doivent être tous ou presque tous unanimes sur les conclusions qui ressortent de cette fiche.

- Il est nécessaire que les acteurs gardent à l'esprit le véritable objectif de la priorisation qui est l'importance ou la gravité des problèmes présents, sans tenir compte des coûts ou efforts à déployer pour les résoudre.

- Enfin, au moment de la recherche de solutions, trouver des moyens pour mettre en place des solutions réalistes.

Ce processus de priorisation doit être rapidement effectué pour éviter un prolongement du délai de coupure qui pourrait entraîner un ressenti perceptible de la dégradation de la QoS par l'usager.

C. Evaluation du coût d'implémentation des nouvelles méthodes

Le tableau ci-dessous donne une estimation du coüt d'implémentation des nouveaux outils et procédures que nous avons proposés. Nous avions souhaité y mentionner les coüts d'achat de ces nouvelles solutions, mais jusque-là, nous n'avions pu avoir ces prix. En effet, notre statut étant celui d'un étudiant en fin de cycle donc en situation de recherche (et non celui d'un dirigeant d'un réseau GSM), nous avons noté une forte réticence auprès des fournisseurs contactés quant à l'obtention des informations relatifs aux prix.

Cependant nous tenons à présenter quelques éléments non négligeables qui déjà, peuvent nous donner un aperçu de ce que sera le coüt d'implémentation total.

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Tableau 23. Chap2 : Estimation du coût d'implémentation des nouvelles solutions

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Conclusion générale et perspectives

Le développement accru des réseaux mobiles et la compétition acharnée que se livrent les opérateurs dans ce secteur, ont engendré comme une préoccupation majeure, le suivi quotidien de la qualité de service et la performance du réseau. Ces deux paramètres constituent des gages de fidélité de leurs abonnés, et d'accroissement de leurs revenus. Les usagers de ces réseaux ont tendance à définir des exigences plus élevées sur la qualité des services de communication mobile. Il est donc important pour les opérateurs GSM de connaître les facteurs qui déterminent la qualité perçue par les abonnés des services GSM.

Ces facteurs, particulièrement ceux influant la qualité de service radio ont été développés, et les impacts causés ont été analysés. L'utilisation efficiente des outils/procédures existants et des nouveaux proposés de suivi QoS radio étudiés, devrait permettre les actions suivantes :

- Garantir la disponibilité du sous-système radio,

- Identifier plus rapidement les incidents et disposer d'une solution efficiente, - Contrôler efficacement les performances radios du réseau,

- Assurer l'évolution du sous-système radio, afin d'intégrer les changements liés aux exigences des utilisateurs.

La politique QoS recommandée par l'UIT-T se veut "descendante". En effet les besoins exprimés des clients constituant le point de départ, doivent permettre à l'opérateur de mieux déterminer le niveau de QoS à offrir à sa clientèle, et donc d'orienter les stratégies de performance de son réseau dans ce sens. Cependant, il peut arriver que pour des raisons telles que des contraintes d'ordres technique, financière, administrative, etc., l'opérateur ne soit pas en mesure de répondre convenablement aux attentes de ses abonnés. Néanmoins, toutes les dispositions doivent êtres prises pour garantir un minimum de QoS acceptable, et l'évolution du réseau ne doit pas entraîner un ressenti de détérioration de la qualité de service perçue par le client.

Aussi, s'il est vrai que cela requiert beaucoup de ressources humaines et financières, il serait souhaitable dans la mesure du possible, qu'une fois l'an l'opérateur réalise des enquêtes QoS auprès des clients. Les résultats de ces sondages permettront à l'opérateur de s'assurer du niveau de qualité ressentie par l'abonné.

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Enfin, nous tenons à signaler un fait non négligeable dans la fourniture d'une QoS satisfaisante aux abonnés. Ces derniers peuvent être parfois responsables en grande partie de la mauvaise qualité de service qu'ils ressentent, et aussi fausser les performances du réseau. En effet, dans le processus d'acquisition de téléphones mobiles, la recherche du moins cher possible conduit parfois les usagers à s'octroyer des téléphones de mauvaise qualité. Ces téléphones dont les normes de fabrication ne sont pas souvent respectées telles que, la sensibilité, la qualité du récepteur, favorisent une mauvaise qualité de service radio. Dans ce cas, méme s'il est vrai que dans l'ajustement des paramètres radios du réseau, l'opérateur doit tenir compte de la qualité du mobile (la plus mauvaise possible), il n'en demeure pas moins que des limites existent et les dépasser pourrait porter atteinte aux performances du réseau.

L'idéal pour nous, aurait été que le régulateur puisse non seulement contrôler les opérateurs GSM, mais aussi la qualité des mobiles qu'utilisent les consommateurs. En effet, il se trouve que certaines plaintes des utilisateurs sont plutôt liées à l'état et à la qualité des terminaux qu'ils utilisent. Mais en réalité, nous pensons qu'il serait difficile de contrôler les consommateurs qui sont pour la plupart à l'aff~t du moins cher, et compte tenu aussi de la perméabilité des frontières quant à la pénétration des terminaux mobiles sur le marché béninois. Par conséquent, nous suggérons que l'Etat béninois et l'Autorité Transitoire de Régulation des Postes et Télécommunications puissent rendre formel le marché de vente des terminaux mobiles, et ainsi disposer d'un laboratoire d'analyse de la qualité de ces téléphones au niveau des vendeurs.

Cette mesure rassurera au mieux les opérateurs quant à la qualité des mobiles utilisés sur leurs réseaux et donc ils pourront davantage orienter les actions d'amélioration de la QoS radio pour une entière satisfaction de leur clientèle.

Bibliographie et autres références

· Ouvrages

v' Xavier Lagrange & Philippe Godlewski & Sami Tabbane [23/09/2000] "Réseaux

GSM" 5ème édition revue et augmentée Hermes Sciences Publications.

1' Document électronique Rapport de projet de fin d'études en ingénieur des

Télécommunications "DEVELOPPEMENT D'UN OUTIL DE TRAITEMENT ET

D'ANALYSE DES TRACES DE L'INTERFACE A." Elaboré par SAIDA

HAMMAMI Année universitaire: 2005/2006.

1' Document électronique Rapport de projet de fin d'études en ingénieur des Télécommunications "CONCEPTION D'UNE INTERFACE HOMMEMACHINE POUR UNE CHAINE DE MESURE GSM, GPRS, EDGE, UMTS ET HSDPA EN SE BASANT SUR LE CONCEPT CLIENT SERVEUR." Elaboré par ZORGUI Soufien Année universitaire: 2006/2007.

v' Document électronique "Le Réseau Sémaphore Numéro 7 : Principes, Architecture et Protocoles" écrit par Simon ZNATY (EFORT).

v' Document électronique " Qualité de service des réseaux mobiles 2G (et plus)" écrit par Thierry KONDRATUK.

1' Documentation électronique cliente OMC_R et NPO d'ALCATEL-LUCENT.

· Sites web

v' ASTELLIA, http://www.astellia.com/produits/cigale-gsmp298

v' WIKIPEDIA, http://fr.wikipedia.org

v' ANITE NEMO, www.anite.com

v' ASCOM, www.ascom.fr