Etudes des performances des réseaux 4G.

ETUDE DE PERFORMANCES DES RESEAUX 4G

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DEDICACE

Je rends grâce à Dieu le Père tout Puissant, sans qui rien n'aurait été possible dans ma vie.

Je dédie ce rapport :

A mon père Raphaël Dognon HOUNTON qui a toujours cru en moi.

A ma mère Hélène AZAMAH qui m'a toujours aimé et soutenu.

A tous ceux ou celles qui m'ont redonné confiance en moi et m'ont prouvé que je pouvais y arrivé,que l'Eternel réalise de grandes choses dans leur vie.

A mes frères, soeurs, cousins, cousines, amis et proches qui m'ont toujours encouragé, épaulé et soutenu,

Je dédie ce mémoire.

.

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REMERCIEMENT

Cette oeuvre a pu se réaliser grâce à la participation et à l'apport de certaines personnes que nous tenons à remercier très sincèrement.

En l'occurrence :

? M. Théophane AHYI, fondateur de l'UATM GASA-FORMATION.

? Tous les enseignants de l'UATM en particulier M. Florentin Y. AGOSSOU, directeur de ce présent rapport pour son orientation et sa disponibilité.

? Tout le personnel de BENIN TELECOMS S.A en particulier M. Kevin KOUAGOU, M. Albert CHABI MOUSSA et M. Joël FIOSSI pour leur encadrement pour le moins instructif durant le stage.

? Tous ceux qui de près ou de loin ont contribué d'une manière ou d'une autre à la réalisation de ce rapport.

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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

3GPP: 3rd Generation Partnership Project

ADSL: Asymetric Digital Subscriber Line

AOF: Afrique Occidentale Française

ARCEP: Autorité de Régulation des Postes et Télécommunications

BCB: Banque Commerciale du Bénin

BLR: Boucle Locale Radio

BTI: Bénin Télécoms Infrastructure

BTS: Bénin Télécoms Service

CDMA: Code Division Multiple Access

CPRI: Common Public Radio Interface

DAR: Direction Audit et Risques

DAPAS: Division Administration du Personnel et Affaires Sociales

DDRH: Division Développement des Ressources Humaines

DFP: Direction des Finances et du Patrimoine

DL: Downlink

DRAJ: Division Réglementation et Affaires Juridiques

DRHRC: Direction Ressources Humaines Réglementation et Communication

DSIE: Direction des Systèmes d'Information et Energie

DSIM: Direction Solutions Infrastructures et Marketing

DVIS: Direction Veille Ingénierie et Support

EDGE: Enhanced Data Rate for GSM Evolution

EIR: Equipment Identity Register

EPC: Evolved Packet Core

ESTB: Ecole Supérieure des Télécommunications

FAI: Fournisseur d'Accès Internet

FAT: File Allocation Table

FDD: Frequency Division Duplex

GSM: Global System for Mobile communications

GPT: Guid Partition Table

GRAF: Gestion du Réseau d'Abonnés Filaires

GW: Gateway

HSS: Home Subscriber Server

IDE: Integrated Drive Electonics

IMS: IP Multimedia Subsystem

IP: Internet Protocol

ITSP: Internet Telephony Services Provider

LOS: Line Of Sight

LTE: Long Term Evolution

MAC: Media Access Control

MBR: Master Boot Record

MGCP: Media Gateway Control Protocol

MIB: Management Information Base

MIMO: Multiple Input Multiple Output

MME: Mobility Managment Entity

NLOS: Non Line Of Sight

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NTFS: New File Technology System

OCS: Online Charging System

OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access

OFCS: Offline Charging System

OPT: Office des Postes et Télécommunications

P-GW: Packet-Switch GateWay

PCRF: Policy and Charging Rules Function

PCEF: Policy and Charging Enforcement Function

PDN-GW: Packet Data Network GateWay

PTT: Postes Téléphones et Télégraphes

RAM: Random Access Memory

RCCM: Registre du Commerce et du Crédit Mobilier

RNC: Radio Network Controller

SAE: System Architecture Evolution

SAE : Système d'Aide à l'Exploitation

SATA: Serial Advanced Technology Attachement

SC-FDMA: Single Carrier-Frequency Division Multiple Access

SGCP: Section Gestion des Carrières et Pensions

SGEE: Section Gestion des Effectifs et des Emplois

SGF: Section Gestion de la Formation SIP

SGRAS: Section Gestion de la Rémunération et des Affaires Sociales

SGW: Serving Gateway

SS7: Signaling System N°7

SU-MIMO: Single User Multiple-Input Multiple-Output

TCP: Transmission Control Protocol

TD-

SCDMA: Time Division Synchronous Code Division Multiple Access

TDD: Time Division Duplex

TDM: Time Division Multiplexing

UE: User Equipment

UEFI: Unified Extensible Firmware Interface

UIT: Union Internationale des Télécommunications

UIT-R: Union Internationale des Télécommunications - Radiocommunications

UL: Uplink

UMTS: Universal Mobile Telecommunications System

UTRAN: Universal Radio Access Network

W-CDMA: Wideband Code Division Multiple Access

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SOMMAIRE

DEDICACE II

REMERCIEMENT III

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS IV

SOMMAIRE VI

INTRODUCTION GENERALE 1

Chapitre 1: RAPPORT DE STAGE 3

INTRODUCTION 4

1-PRESENTATION DE LA STRUCTURE D'ACCUEIL 4

2-BILAN DES ACTIVITES 8

CONCLUSION 13

Chapitre 2 : DIFFERENTES GENERATIONS DE TELEPHONIE MOBILE 15

INTRODUCTION 16

1-HISTORIQUE DES RESEAUX MOBILES 16

2 LES TECHNOLOGIES DE LA 3G 21

3 LES TECHNOLOGIES DE LA 4G 23

SYNTHESE 29

CHAPITRE 3:ETUDE DETAILLEE DES RESEAUX 4G 30

INTRODUCTION 31

1. La LTE 31

2-Le WIMAX 33

3-BUTS DE LA 4G 35

4. LES TECHNIQUES D'ACCÈS MULTIPLES DE LA 4G 36

5. ARCHITECTURE DES RESEAUX 4G 38

6.- MIGRATION DES RESEAUX 3G VERS LA 4G 40

7-LA 4G DANS LE MONDE 41

SYNTHESE 45

Chapitre 4 : GENERALITES SUR LA QUALITE DE SERVICE 46

INTRODUCTION 47

1-DEFINITION 47

2-BUT DE LA QOS 47

3-PARAMETRES DE GESTION DE LA QOS 48

4-PROCEDURES DE MESURE DE LA QOS ET DES PERFORMANCES DES RESEAUX MOBILES 52

5-MESURE DE TERRAIN 53

6-DONNÉES STATISTIQUES OMC 55

7-ANALYSEUR DE PROTOCOLES 56

SYNTHESE 57

Chapitre 5 :ANALYSE DE PERFORMANCES DES RESEAUX 4G 58

INTRODUCTION 59

1-PERFORMANCE DES RÉSEAUX 4G 59

2.-COMPARAISON WIMAX ET LTE 61

3. CHIFFRES ET CONCLUSION 65

4-ANALYSE DE PERFORMANCE DES RÉSEAUX QUI DISTRIBUENT LA 4G AU BENIN 65

5-RÔLE DE L'AUTORITÉ DE RÉGULATION DE LA TÉLÉCOMMUNICATION DANS LA COUVERTURE DES RÉSEAUX 4G 69

CONCLUSION GENERALE 72

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INTRODUCTION GENERALE

Les réseaux mobiles et sans fil ont connu un essor sans précédent ces dernières années. Il s'agit d'une part du déploiement de plusieurs générations successives de réseaux de télécommunications essentiellement dédiés à la téléphonie (2G, GSM) puis plus orientés vers le multimédia (3G, UMTS). D'autre part, les réseaux locaux sans fil sont rentrés dans la vie quotidienne au travers de standards phares tels que Wifi, Bluetooth, etc.

Les évolutions se poursuivent de partout, tant dans le monde des réseaux spécialisés (capteurs, étiquettes intelligentes, etc.) que des réseaux télécoms. Ceux-ci voient désormais des solutions concurrentes apparaître provenant de divers horizons: -monde télécoms classiques avec HS(D)PA,

-monde des réseaux sans fil avec le WiMAX voire

-le monde de la diffusion télévision terrestre et satellite (DVB-T, DVB-H, DVB-S). La future génération de réseaux sans fil dite de quatrième génération (4G) apporte un véritablement tournant dans le foisonnement et la disparité des solutions existantes. L'objectif cette fois sera certes d'augmenter les débits et les applications prises en charge par ces réseaux mais encore de construire un cadre permettant leur interopérabilité.

La qualité des services proposés par les opérateurs de réseaux mobile et leur couverture dans le domaine de la 4G pose un véritable problème. Ce qui nous fait beaucoup réfléchir par rapport à l'optimisation des techniques liées à cette technologie.

Notre travail s'est donc concentré sur l'Etude des Performances des Réseaux 4G, pour cela on va étudier ce réseau en détail, présenter et étudier ces performances, présenter les paramètres de gestion de la Qualités de Service, et enfin faire un test via un logiciels de gestion de QoS démontrant les performances des réseaux de

4ème génération cellulaire au Bénin .

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On comparera nos résultats à la norme standard pour apporter des solutions en vue de permettre aux utilisateurs de bien jouir des services qu'offre le LTE.

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Chapitre 1: RAPPORT DE STAGE

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INTRODUCTION

Afin de parfaire et mettre en pratique les enseignements théoriques acquis pendant notre parcours académique et pour avoir des éléments de réponse a notre thème de soutenance il est important pour nous apprenant de faire un stage académique dans une structure compétente. C'est dans ce cadre que nous avons choisi de faire un stage à BENIN TELECOMS SA.

Ce stage de (02) va nous permettre de parcourir quelques services de la partie technique de Benin télécoms notamment

- Direction des Systèmes d'Information et de l'Energie (DESII) - Centre Service MultiMedia (autrefois appelé BENINPAC) - Centre Réseaux sans Fil

Ce stage va nous permettre de prendre également contact avec la vie professionnelle mais également comment contribué au bon fonctionnement de la structure d'accueil.

1-Présentation de la Structure d'Accueil

1.1-Historique

L'histoire des PTT du Dahomey a commencé le 1er juillet 1890 par l'ouverture du bureau de Poste de Cotonou, aujourd'hui recette principale. Il a fallu attendre 1893 pour voir l'implantation d'autres bureaux de poste comme ceux d'Agoué le 15 mai 1893, Grand-Popo et Ouidah le 18 mai de la même année. En 1894, le bureau de poste de Porto-Novo fut ouvert et le service courrier postal s'étendait jusqu'à Savalou. Pendant cette période, le développement du service télégraphique a été lié aux besoins militaires des colonisateurs. Il se limitait à la côte en raison de la permanence de la relation des navires. Une des périodes les plus animées pour les PTT du Dahomey fut celle de 1897 à1907.Elle correspondait à la mise en place de liaisons postale et télégraphique entre des établissements installés et à la création de14 nouveaux bureaux de poste qui était, à partir de Cotonou en relation avec

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Marseille, Dakar, Lomé et Lagos. Le service télégraphique international était également fonctionnel à l'ouverture des tronçons ; Cotonou- Lagos, Cotonou-Grand-Bassam, Cotonou-Libreville, Cotonou-Brazzaville, Cotonou-Conakry, Cotonou-Accra, etc. En 1959, avec l'éclatement de l'Afrique-Occidentale Française, s'est réalisé par décret du 30 juin 1959, le transfert de propriété des PTT à l'État du Dahomey. Par la loi 59- 32 du décembre 1959, le service est érigé en Office des Postes et Télécommunications. Les investissements réalisés en ce moment ne portaient que sur quelques centaines de millions et se résumaient à 35 bureaux et quelques liaisons télégraphiques. Cette situation a évolué timidement jusqu'en 1978 où l'État, s'étant rendu compte de la nécessité de développer les communications et la poste, a procédé à la dotation en capital et autorisé la signature des conventions de prêts et de subvention avec les bailleurs de fonds. C'est ainsi que l'OPT a réalisé 3 centraux de district.

En 1989, l'État béninois a doté l'OPT d'un nouveau statut qui lui permettait de fonctionner comme une société de type privé. L'objectif visé était de lui donner les moyens pour sa pleine émancipation. En 1991, le souci permanent de l'OPT était de relever le taux de pénétration du téléphone d'une part et de le moderniser pour coller à l'évolution numérique d'autre part. Ce souci partagé par le gouvernement béninois a conduit à l'augmentation du capital de 2,450 milliards de FCFA par emprunt de l'État auprès de la banque européenne.

L'année suivante, le chiffre d'affaires qui croissait habituellement de 7 à 12 % augmenta de plus de 34 % passant de 10,758 milliards en 1993 à 14,456 milliards en 1994. La même évolution a été notée après quelques années, de manière à ce que le chiffre d'affaires ait atteint 26,604 milliards en 1998. Quant aux parcs téléphoniques, ils ont eu une importance de 35.000 lignes principales au 31 décembre 1998. Les demandes d'abonnement non satisfaites se chiffraient à la même époque. L'Office des Postes et Télécommunications poursuivaient toujours ses efforts, ce qui avait abouti à l'atterrissement du réseau des câbles fibre optique SAT3-WASC et SAFE avec son Centre de Câble sous-marin qui constituait une autoroute de l'information.

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L'Office des Postes et Télécommunications est aujourd'hui scindé en deux entités distinctes par décret N° 2004-260 du 5 mai 2004, pour devenir désormais Bénin Télécoms S.A. et la Poste du Bénin S.A. Il est à noter que malgré cette séparation, Bénin Télécoms S.A. demeure un établissement public à caractère industriel et commercial, et ses objectifs demeurent toujours les mêmes. Son Slogan « nous accompagnons le développement » n'a toujours pas varié malgré les difficultés du moment.

1.2-Mission

Depuis sa création en 2004, BÉNIN TÉLÉCOMS SA s'est assigné plusieurs missions. On peut entre-autres citer :

? Offrir à la population béninoise des services de télécommunications diversifiés, rapide, accessible, fiable et compétitif sur le marché

? Qualité de service exceptionnelle.

? Être à la pointe de la technologie afin d'offrir à la population les nouvelles technologies en matière d'informations et de communications à des prix défiant toutes concurrences.

1.3-Organisation Fonctionnelle

L'organisation et la structure sont des paramètres fondamentaux dans une société dans la mesure où elles contribuent à la réussite des objectifs qu'elle s'est fixée. BENIN TELECOM est constituée de :

? La Direction Générale (DG)

Elle assure la gestion technique, administrative et financière de la société. Elle a pour responsable le Directeur général qui est suppléé par un adjoint en cas d'absence.

? Le Secrétariat Général (SG)

Sous l'autorité du Directeur général, le Secrétaire général assure :

L'assistance du Directeur dans le domaine administratif ; La coordination des règles

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de la vie institutionnelle de la société ; L'organisation et la coordination des services d'appui intellectuels de l'ensemble de la Société; La gestion des réunions de la Direction générale.

· La Direction de l'Informatique et du Multimédia (DIM) Cette direction s'occupe des problèmes relatifs à l'informatique, et au multimédia.

· La Direction de la Stratégie et du Marketing (DSM)

La Direction de la stratégie et du Marketing est composée de deux divisions à savoir : le bureau d'étude chargé de la planification et du marketing et le bureau chargé du développement stratégique. Cette Direction est en outre chargée de l'analyse, des études et de la planification.

· La Direction Commerciale (DC)

Elle est chargée de gérer le développement, la promotion des produits du réseau conventionnel de télécommunications.

· La Direction de l'Interconnexion et du Réseau International (DIRI)

Cette Direction s'occupe des contentieux touchant l'interconnexion aux réseaux. Elle a sous sa tutelle la Division Relations extérieure et la Division des comptes avec les Opérateurs.

· La Direction du Contrôle et de l'Audit Interne (DCAI)

Elle est chargée du contrôle de gestion, de la coordination de l'élaboration du budget et du suivi de son exécution, du développement et du suivi de l'application des procédures administratives, Elle contrôle l'inspection technique et l'audit interne.

· La Direction de l'Administration (DA)

La Direction de l'Administration s'occupe de la réalisation des systèmes politiques de gestion administrative, de gestion prévisionnelle et de la formation ainsi que des problèmes sociaux du personnel.

· La Direction Financière et Comptable

Elle est chargée de la planification, de l'organisation et du contrôle des activités de préparation de la comptabilité générale, du budget de la trésorerie, des finances et de la centralisation des comptabilités auxiliaires. Elle a à sa charge les divisions

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suivantes : la comptabilité, la trésorerie et la gestion financière. 2-Bilan des Activités

2.1-Service Parcourue

2.1.1-Présentation du Centre Service MultiMedia

Sous l'autorité du chef de la sous-production, le C.P.A.M est chargé de la gestion des équipements du Centre Service MultiMedia (autre fois appelé BENINPAC), de plate-forme IP et bien d'autres choses. Créé en 1994 pour pallier au grand besoin d'échange des données numériques avec l'étranger, il avait pour objectif principal de faire de la téléinformatique. Le Centre Service MultiMedia est un centre de transmission de données par paquet et est en collaboration avec le centre des plates-formes IP, les deux se trouvent sous une même structure. Ensemble, ils assurent la gestion des équipements du réseau à savoir les routeurs, serveurs, Switch, liaisons spécialisées, la messagerie et l'hébergement de sites web. Cependant, il a pour mission principale d'assurer le bon fonctionnement des infrastructures réseau (Back Bône) et d'en garantir la disponibilité 24 heures sur 24.

? L'Organigramme du Service

Figure 1: Organigramme du Centre de Services Multimédia

? Tâches Effectuées

Au cours de notre passage au Centre Service Multimedia de Bénin Télécoms SA, nous avions effectué les travaux ci-après :

? recherches sur les différents protocoles mis en jeux au niveau des réseaux ;

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· tester des modems sur sites chez les abonnées et agences de Bénin Télécoms SA ;

· tirer des câbles de la salle des machines de Centre Service Multimédias au répartiteur numérique de la Transmission ;

· mise en réseau local de deux ordinateurs portatifs en vue de vérifier la continuité des câbles.

? Critiques, Suggestions et Difficultés

Critiques :

Les principales critiques sont :

· l'insuffisance d'agents dans les différents centres ;

· l'insuffisance d'outil de travail et de pièces de rechange du matériel roulant ;

· la vétusté des matériels mis à la disposition des techniciens ;

· le véritable problème du réseau d'accès de la ville de Cotonou est la coordination des différentes sections.

Suggestions :

Pour offrir une meilleure prestation à ses abonnés et un meilleur rendement, nous suggérons au management de Bénin Télécoms ce qui suit :

Recrutement de nouveaux Ingénieurs et Techniciens afin d'avoir un effectif suffisant

pour les nombreux travaux à exécuter pour garantir une meilleure qualité de service ;

· Acquisition de pièces de rechange et d'outils adéquats pour une bonne exécution des travaux techniques en vue d'une meilleure maintenance du réseau.

Difficultés Rencontrées :

Les principales difficultés auxquelles nous étions confrontés au cours de notre stage sont :

· l'insuffisance de sièges pour les stagiaires qui, parfois, sont contraints de rester debout;

· le manque de suivi des stagiaires du Centre Service MultiMedia, ce qui entraine l'exclusion de ces derniers des travaux et interventions sur les

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infrastructures du centre.

2.1.2- Présentation de la DESII

La Direction Exploitation Systèmes d'Information et Ingénierie (DESII) est chargée de :

w' l'urbanisation (Informatique) des systèmes d'Information de BTS-SA; w' la gestion des composants matériels (postes de travail, serveurs, équipements

de réseau, système de stockage, de sauvegarde, d'impression ; w' la gestion des logiciels du système d'information ainsi que du choix et de

l'exploitation des services de Télécommunication mis en oeuvre ; w' l'anticipation sur les évolutions imposées par stratégie de l'entreprise et de

l'évolution du contexte de l'environnement numérique du travail ; w' rôle de maîtrise d'ouvrage de l'information de l'entreprise ; w' la définition de la politique de sécurité du système d'information ; w' l'élaboration, la mise à jour de la politique de sécurité du système

d'information, et l'animation du réseau des correspondants et du comité

opérationnel de sécurité.

+ Tâches Effectuées

Le stage effectué à la DESII nous a permis d'approfondir nos connaissances théoriques acquises durant notre formation à l'université, et d'avoir aussi beaucoup d'informations pour la rédaction de notre mémoire. La DESII nous a confronté à la vie active en Entreprise et aussi nous a permis de toucher du doigt l'informatique Industrielle dans toutes ses applications. Avec un encadrement rigoureux et un suivi permanent de la part du personnel de la DESII, nous avons pu effectuer les tâches suivantes :

- le câblage réseau ;

- la maintenance dans toutes ses dimensions ;

- l'installation complète de systèmes d'exploitation (Windows 7 et

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windows 8) ;

- l'installation et la configuration d'équipements Informatique ;

- participation à quelques interventions sur certains sites de

BENIN TELECOMS SA ;

- Installation d'antivirus, Désinfection et récupération de fichiers

endommagés.

? Difficultés Rencontrées et Acquis de Stage

? Le personnel de la DESII est vivement qualifié et rompu à la tâche ; prêt à répondre à toutes nos demandes et nous fait toucher du doigt nos pensées ; nous n'avons pas eu de difficultés majeures à part quelques manques d'outils de travail et de pièces pour dépanner les machines qui finissent au magasin d'équipements HS (Hors Service).

? Une très bonne ambiance règne au sein du personnel ce qui nous a permis de travailler sans crainte et sans gêne ;

? Comme constat nous pouvons citer :

- vétusté de quelques matériels informatique et bureautique ;

- absence de personnes spécialisées en électronique pour intervenir sur les machines en cas de panne électronique.

Comme acquis de stage nous sommes heureux d'avoir fait ce petit parcours à la DESII de Bénin Télécoms Services SA :

- conduite à avoir au sein d'une entreprise ;

- amélioration de nos compétences en matière de câblage, configuration et mise en réseau d'équipements informatique ;

- nous avons acquis de nouvelles connaissances sur l'informatique industrielle et ses dérivées ;

- nous avons appris à dépanner un réseau en panne, maintenir les équipements informatiques dans un bon état, monter les armoires pour équipements réseau ;

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- nouvelles connaissances sur les applications de gestion de bases de données et aussi beaucoup de plus sur l'utilisation des distributions linux ;

-perfectionnement du sertissage de paires torsadées, etc.

2.1.3-Présentation du Centre Réseau sans Fil

Sous l'autorité du Chef Division Services Réseaux, le centre Réseaux Sans Fil est chargé :

- de l'exploitation et de la maintenance des équipements et infrastructures LTE
(coeur du réseau et eNodeB), CDMA et Wimax ;

- de l'exploitation et de la maintenance préventive et curative des équipements
techniques des réseaux sans fil du centre en collaboration avec les équipes d'intervention ;

- de l'audit et de l'optimisation du réseau radio ;

- de l'appui technique et logistique pour l'exploitation et la maintenance des

équipements et infrastructures installés sur le territoire national ;

Cependant CDMA est composé de trois sous-systèmes réseaux dont :

La BSS (Base Station Sub-system) :

C'est la partie radio du réseau. Elle est constituée d'équipements suivants :

Le MS (Mobile Station) ou UE (User Equipement) : C'est l'équipement terminal muni d'une carte SIM permettant d'accéder au réseau (capter le signal `'CDMA ou 4G LTE») de son opérateur.

La BTS (Base Transceiver Station) : est composée d'un ensemble de carte; elle s'occupe de la transmission radio : modulation, démodulation, égalisation, codage correcteur d'erreurs. De plus, elle gère la couche physique (multiplexage TDMA, saut de fréquence lent, chiffrement) et effectue des mesures radio pour vérifier qu'une communication en cours se déroule correctement, elle n'exploite pas ces mesures mais les transmet au BSC. Sa capacité maximale est de 16 porteuses (cette limite n'est jamais atteinte en pratique) c'est-à-dire qu'elle peut supporter au plus une centaine de communications simultanées.

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La BSC (Base Station Controller) : C'est l'organe " intelligent " de la BSS, qui gère la ressource radio. Il commande l'allocation des canaux, utilise les mesures effectuées par la BTS pour contrôler les puissances d'émission des mobiles et/ou de la BTS et prend la décision de l'exécution d'un handover. Il réalise également une concentration des circuits vers le MSC.

? Tâches Effectuées

Ainsi, grâce à l'interface NetNumen qui permet de monitorer la BSS, nous avons : relevé au niveau de toutes localités couvertes par le réseau, les BTS qui étaient en état de marche et celles qui étaient down (ne fonctionnant pas) ; ce qui fait l'objet d'un rapport qui est envoyé de façon périodique aux responsables. Cette tâche était répétée à chaque fois qu'il était nécessaire de l'accomplir. Au cours de cette période nous nous sommes également chargés d'envoyer des messages aux abonnés de Benin télécoms via une interface destinée à cela.

? Tirer des câbles de la salle des machines de Centre réseaux sans fil

? Ajuster un rapport Excel de la qualités de service qui exhibe a la fin un graphe de nombres de coup de fils sans suite et du temps de latence mais également le nombre d'appels qui sonne occupé ou et qui n'aboutissent pas.

CONCLUSION

Au terme de ces deux (02) mois de stage à la Direction des Systèmes d'Information et de l'Energie (DESII)- Centre Service MultiMedia (autre fois appelé BENINPAC) et au Centre Réseaux sans Fil de BENIN TELECOMS SERVICES SA, nous avons acquis bien de choses, toutes essentielles. Outre l'application des connaissances théoriques acquises et l'acquisition de nouvelles connaissances, nous avons effectué un bon parcours dans la joie de vivre au sein du personnel, l'intégration de la vie en entreprise et l'apprentissage de la réalité des travaux réalisés en réseaux informatique et télécoms au sein de ladite institution.

Toutes les tâches effectuées ont contribué au bon fonctionnement de la structure.

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Saturés maintenant de nouvelles connaissances et d'une expérience hors du commun acquise au sein de BENIN TELECOMS S.A, ce stage nous a permis de faire encore un pas dans l'apprentissage et de nous préparer plus à la vie professionnelle que nous nous apprêtons à intégrer.

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Chapitre 2 : DIFFERENTES

GENERATIONS DE TELEPHONIE

MOBILE

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INTRODUCTION

Depuis plusieurs années le développement des réseaux mobiles n'a pas cessé d'accroitre, plusieurs générations ont en effet vues le jour (1G, 2G, 3G, 4G et prochainement la 5G pas encore mis en oeuvre) et connues une évolution remarquable en apportant un débit exceptionnel et qui ne cesse d'augmenter, une bande passante de plus en plus large.

Les réseaux de la 1^ère génération (appelés aussi 1G) ont été intégrés au réseau de télécommunication dans les années 80. Ces systèmes ont cependant été abandonnés il y a quelques années laissant la place à la seconde génération, appelée 2G lancée en 1991.En ce qui concerne la nouvelle génération 4G,déployé jusque-là que par quelque pays, elle permet le très haut débit.

Dans ce chapitre nous allons présenter les différentes générations de téléphones mobiles, leurs architectures ainsi que d'autres services pouvant être utilisés par chacune de ces générations cellulaires.

1-Historique des Réseaux Mobiles

L'usage des services de communications mobiles a connu un essor remarquable, ces dernières années. L'évolution du nombre d'abonnés mobiles au regard de la population mondiale est illustrative. La fin 2014 environs de 7.4 milliards d'abonnés à travers le monde. C'est véritablement un nouveau secteur de l'industrie mondiale qui s'est créé, regroupant notamment constructeurs de circuits électroniques, de terminaux mobiles, d'infrastructures de réseaux, développeurs d'applications et de services et opérateurs de réseaux mobiles. Avant d'expliquer l'état actuel des technologies utilisées aujourd'hui, il nous semble intéressant de rappeler l'évolution de ces techniques, cela a pour avantage de savoir de quoi nous sommes partis pour mieux se positionner à l'heure actuelle.

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1.1- La Première Génération des Téléphones Mobiles (1G)

La Première Génération des Téléphones Mobiles est apparue dans le début des années 80 en offrant un service médiocre et très couteux de communication mobile. La 1G avait beaucoup de défauts, comme les normes incompatibles d'une région à une autre, une transmission analogique non sécurisée (écouter les appels), pas de roaming vers l'international.

1.2-La Deuxième Génération des Téléphones Mobiles (2G)

Le GSM est apparu dans les années 90. Il s'agit de la norme 2G. Son principe, est de passer des appels téléphoniques, s'appuyant sur les transmissions numériques permettant une sécurisation des données (avec cryptage), il a connu un succès et a permis de susciter le besoin de téléphoner en tout lieu avec la possibilité d'émettre des minimessages (SMS, limités à 80 caractères). Ainsi qu'il autorise le roaming entre pays exploitant le réseau GSM.

Devant le succès, il a fallu proposer de nouvelles fréquences aux opérateurs pour acheminer toutes les communications, et de nouveaux services sont aussi apparus, comme le MMS. Le débit de 9.6 kbps proposé par le GSM est insuffisant, dans ce concept, ils ont pensaient à développer de nouvelles techniques de modulations et de codages qui ont permis d'accroitre le débit pour la nouvelle génération.

1.2.1- Le Réseau GSM

Le Réseau GSM a pour premier rôle de permettre des communications entre abonnés mobiles et abonnés du réseau téléphonique commuté (RTC). Il se distingue par un accès spécifique appelé la liaison radio. La figure 1 présente l'architecture du Réseau GSM.

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Figure 1:Architecture du réseau GSM

1.2.2-Le Réseau GPRS (2.5G)

La technologie GPRS vient ajouter un certain nombre de « modules » sur le réseau GSM sans changer le réseau existant. Ainsi sont but est de conserver l'ensemble des modules de l'architecture GSM, nous verrons par ailleurs que certains modules GSM seront utilisés pour le fonctionnement du réseau GPRS. La mise en place d'un réseau GPRS va permettre à l' opérateur de proposer de nouveaux services de type "Data" à ses clients. Le GPRS est en mode paquets. La figure 2 présente l'architecture du réseau GPRS.

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Figure 2: Architecture du réseau GPRS

1.3- La Troisième Génération des Téléphones Mobiles 3G

La 3G a été impulsée pour permettre des applications vidéo sur le mobile et améliorer la QoS du Multimédia. Les applications visées étaient la possibilité de regarder youtube, de la visiophonie, Outre l'augmentation de débit, un point complexe à résoudre était de passer d'un service de téléphonie (à connexion circuit) vers un service DATA (connexion paquets).

? Architecture du Réseau UMTS

Le Réseau coeur de I'UMTS s'appuie sur les éléments de base du réseau GSM et GPRS. Il est en charge de la commutation et du routage des communications (voix et données) vers les réseaux externes. Dans un premier temps le réseau UMTS devrait s'appuyer sur le réseau GPRS.

Le réseau UMTS vient se combiner aux réseaux déjà existants GSM et GPRS, qui apportent des fonctionnalités respectives de Voix et de Données, le réseau UMTS apporte ensuite les fonctionnalités Multimédia.

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Le réseau coeur se décompose en deux parties : le domaine circuit dans un premier temps et le domaine paquet. La figure suivante présente l'architecture du réseau UMTS.

Figure 3:Architecture du réseau UMTS

1.4-La Quatrième Génération des Téléphones Mobiles 4G

1.4.3 Historique sur la 4G

En 2002, la vision stratégique pour la 4G, que l'UIT a désigné comme IMT-Advanced, a été aménagé.

En 2005, la technologie de transmission OFDMA (Orthogonal frequency-division multiple access) est choisi comme candidat pour la liaison descendante HSOPA, rebaptisée plus tard 3GPP Long Term Evolution (LTE) de l'air l'interface E-UTRA. En Novembre 2005, KT démontre le service mobile WiMAX à Busan, Corée du Sud.

La société japonaise NTT DoCoMo (Nippon Telegraph & Telephone) a testé, en Février 2007, un prototype de communication 4G système MIMO 4x4 appelé VSF-OFCDM à 100 Mbit1s tout en se déplaçant, et 1 Gbit1s à l'arrêt. Un an plus

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tard, le commissaire européen Viviane Reding a proposé de réaffecter des 500-800 MHz pour les communications sans fil.

En Avril 2008, juste après avoir reçu la lettre circulaire, le 3GPP a organisé un atelier sur les IMT-Advanced où il a été décidé que LTE-Advanced, une évolution de la norme LTE en cours permettra de répondre, voire dépasser les exigences IMT-Advanced qui suit l'ordre du jour de l'UIT-R.

En Décembre 2009, Sprint a commencé à annoncer "4G" de service dans certaines villes des États-Unis, en dépit de la moyenne des vitesses de téléchargement de seulement 3-6 Mbits avec une vitesse de pointe de 10 Mbit 1 s (pas disponible sur tous les marchés).

Le 25 Février 2010, l'Estonie a ouvert EMT LTE "4G" travail en réseau dans le régime d'essai. Le 5 Juin 2010, Sprint Nextel a publié le premier Smartphone 4G, l'Evo HTC 4G. En Juillet 2010, MTS Ouzbékistan à Tachkent déployé LTE. Le 25 août 2010, la Lettonie a ouvert LMT LTE "4G" travail en réseau dans le régime d'essai de 50% du territoire.

2. LES TECHNOLOGIES DE LA 3G

2.1-UMTS

2.1 .1 Les Fréquences de l'UMTS

Les Fréquences allouées pour l'UMTS sont 1885-2025 MHz et 2110-2200 MHz. L'UIT (Union Internationale des Télécommunications) a désigné des bandes de fréquences pour les différentes de l'UMTS qui sont : UMTS TDD (Time Division Demultiplexed) : 1885 à 1920 MHz et 2010 à 2025 MHz. Duplex fréquentiel FDD (Frenquency Division Demultiplexed) 1920 à 1980 MHz et 2110 à 2170 MHz. Bandes satellites : 1980 à 2010 MHz et 2170 à 2200 MHz. La bande passante d'un canal est de 5MHz avec une largeur spectrale réelle de 4,685 MHz.

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2.1.2 Les débits de l'UMTS

L'UMTS permet théoriquement des débits de transfert de 1,920 Mbit1s, mais fin 2004 les débits offerts par les opérateurs dépassent rarement 384 Kbit1s. Néanmoins, cette vitesse est nettement supérieure au débit de base GSM qui est de 9,6 kbit1seconde.

Le débit est différent suivant le lieu d'utilisation et la vitesse de déplacement de l'utilisateur :

En zone rurale : 144 kbit1s pour une utilisation mobile (voiture, train, etc.) ;

En zone urbaine : 384 kbit1s pour une utilisation piétonne.

En zone bâtiment : 2000 kbit1s depuis un point fixe.

Grâce à son débit, l'UMTS ouvre la porte à des applications et services nouveaux. L'UMTS permet en particulier de transférer dans des temps relativement courts des contenus multimédia tels que les images, les sons et la vidéo.

Les nouveaux services concernent surtout l'aspect vidéo : Visiophonie, MMS Vidéo, Vidéo à la demande, Télévision.

2.1.3 Le mode de transmission dans le réseau UMTS

Ce réseau repose sur deux modes : Le mode circuit

Le domaine circuit permettra de gérer les services temps réels dédiés aux conversations téléphoniques (vidéo-téléphonie, jeux vidéo, applications multimédia). Ces applications nécessitent un temps de transfert rapide. Lors de l'introduction de I'UMTS le débit du mode domaine circuit sera de 384 Kbits1s. L'infrastructure s'appuie alors sur les principaux éléments du réseau GSM : MSC1VLR (bases données existantes) et le GMSC afin d'avoir une connexion directe vers le réseau externe.

Le mode paquet

Le domaine paquet permettra de gérer les services non temps réels. II s'agit principalement de la navigation sur Internet, de la gestion de jeux en réseaux ainsi

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que l'accès et l'utilisation des e-mails. Ces applications sont moins sensibles au temps de transfert, c'est la raison pour laquelle les données transiteront en mode paquet. Le débit du domaine paquet sera sept fois plus rapide que le mode circuit, environ 2Mbits1s. L'infrastructure s'appuie alors sur les principaux éléments du réseau GPRS : SGSN (bases de données existantes en mode paquet GPRS, équivalent des MSC 1 VLR en réseau GSM) et le GGSN (équivalent du GMSC en réseau GSM) qui jouera le rôle de commutateur vers le réseau Internet et les autres réseaux publics ou privés de transmission de données.

2.2 -HSDPA

Le High Speed Downlink PacketAccess (abrégé en HSDPA), parfois appelé 3.5G, 3G+, H, ou encore turbo 3G dans sa dénomination commerciale, est un protocole pour la téléphonie mobile.

2.2.1 Débits du HSDPA

Il offre des performances dix fois supérieures à la 3G (UMTS R'99), dont il est une évolution logicielle. Cette évolution permet d'approcher les performances des réseaux DSL (Digital Subscriber Line). Il permet de télécharger (débit descendant) théoriquement à des débits de 1,8 Mbit/s, 3,6 Mbit/s, 7,2 Mbit/s et 14,4 Mbit/s. Il est basé sur la technologie de communication WCDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) définie par la norme WCDMA 3GPP Rel. 99 (3rd Generation Partnership Project Release 99). Il concerne la liaison descendante du réseau vers le terminal à haut débit en mode paquets. Il est défini dans la version de la norme WCDMA - 3GPP Rel. 5.

3. LES TECHNOLOGIES DE LA 4G

3.1 La technologie WIMAX

3.1.1 Le WIMAX fixe

Le WIMAX fixe est aussi connu sous le nom de protocole IEEE 802.16-2004, cette gamme permet de recevoir une connexion Internet haut débits à domicile. Une

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installation WIMAX fixe ressemble à une installation Tv, en effet l'abonné reçoit le haut débit par l'intermédiaire d'une antenne situé sur le toit de son domicile. La technologie 802.16-2004 utilise les bandes de fréquences allant de 2 à 11 GHz. En théorie, le débit délivrer serait de 75 Mbit/s, le tout sur une portée de 10 Km. Le WIMAX fixe est une alternative à l'ADSL où au Câble, et peut se voir très utile pour les personnes n'habitant pas dans des zones couvertes pas l'ADSL où le câble.

? Les normes du WIMAX FIXE

? L'IEEE std 802.16

Cette norme a été validée en octobre 2002, elle est utilisée dans les réseaux métropolitains sur la bande de fréquence allant de 1O à 66 GHz. Cette norme est aujourd'hui obsolète.

? L'IEEE 802.16a

L'IEEE 802.16a était une des normes les plus utilisées par le WIMAX fixe, celle-ci a été validée en octobre 2003. Cette norme utilise la bande de fréquence 2 à 11 GHz et offre une portée d'environ 50 Km, elle est aujourd'hui obsolète.

? L'IEEE 802.16b

Cette norme a été fusionnée avec le standard IEEE 802.16a et elle permet l'utilisation des fréquences allant de 5 à 6 GHz, celles-ci étant destinées aux utilisations libres, c'est-à-dire sans licences. Cette norme est aujourd'hui obsolète.

? L'IEEE 802.16c

L'IEEE 802.16c n'est pas indispensable pour un simple accès WIMAX, puisque celle-ci permet seulement de gérer les options supplémentaires choisies par l'abonné. Cette norme a été mise en place en décembre 2002 et est aujourd'hui devenu obsolète.

? L'IEEE 802.16d ou L'IEEE 802.16-2004

Cette norme est aujourd'hui utilisée par tous les utilisateurs du WIMAX fixe, elle apporte certaines améliorations aux normes IEEE 802.16, IEEE 802.16a, IEEE 802.16c qui sont aujourd'hui devenu obsolète. C'est donc cette norme qui a été

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choisie pour déployer le réseau WIMAX fixe depuis juin 2004. Celle-ci utilisant la bande de fréquence allant de 2 à 11 GHz et délivrant un débit montant et descendant d'environ 75 Mbit/s sur une portée d'environ 6 à 8 Km.

? L'IEEE 802.16f

L'IEEE 802.16f a été validé en aout 2004, il a permi de faire évoluer la norme 802.16 au niveau LAN (Réseaux locaux) et MAN (Réseaux métropolitains), cette norme est aujourd'hui incluse dans la norme standard du WIMAX Fixe, le 802.16 d.

3.1.2 Le WIMAX mobile

Le WIMAX mobile ou norme 802.16 e, permet de se déplacer tout en restant connecté à Internet, ceci par l'intermédiaire d'un appareil mobile (ordinateur portable, assistant personnel ou téléphone mobile) équipé d'une carte WIMAX. A ses débuts, le WIMAX mobile permet de se déplacer dans l'intégralité d'une zone couverte par l'intermédiaire d'une antenne centrale, le tout sans déconnexion, par la suite le WIMAX permet de passer d'une zone de couverture à une autre sans déconnexion. On peut donc considéré que le WIMAX mobile est un concurrent du WIFI au niveau informatique et de la 3G au niveau mobile puisque une installation WIMAX reviendrait moins cher qu'une installation WIFI ou filaire. Le WIMAX mobile permettra aussi d'utiliser la téléphonie IP ainsi que tous les services de téléphonie haut débit, ceci pourrait permettre d'utiliser les services téléphoniques dans des lieux où il n'y a aucune couverture des réseaux de téléphonie mobile.

? Les Normes du WIMAX mobile

? L'IEEE 802.16e

Cette norme a été validée en septembre 2004 et elle utilise la bande de fréquence allant de 2 à 6 GHz, elle permet en pratique de se connecter en haut débits en se déplaçant a moins de 122 Km/h, le tout avec des débits montants et descendants de 30 Mbit/s, en revanche la portée de celui-ci serait réduite a environ 3,5 Km, il faudrait donc passer d'un réseau à l'autre afin de ne pas subir de déconnection. Le WIMAX mobile serait une véritable alternative pour les réseaux de transports.

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Cette technologie offre aussi la possibilité d'établir des réseaux temporaires, ceci pouvant se voir utile en cas d'urgence. Cette norme est totalement compatible avec le WIMAX fixe puisqu'elle offre une interopérabilité entre les plates-formes fixes 802.16a et les plates-formes mobiles 802.16e.

? L'IEEE 802.16g

Cette norme a été validée en août 2004, elle étendait le mobilité du WIMAX du mobile sur des couches réseaux supérieures, mais celle-ci est a été remplacé par la norme 802.16e.

3.2 -La technologie LTE

La norme LTE-advanced impose des critères de base sur le débit et sur la latence, comme le résume le tableau suivant :

Tableau 1:Différents Paramètres du LTE-Advanced.

		LTE		LTE-advanced	Débits crêtes maximums
DownLink	300 Mb1s	1 Gb1s
	75 Mb1s	500 Mb1s		Bandes de fréquence
1.4 à 20 MHz 10 ms		100 Mhz 10ms (RTT)		Latence
Données
	100 ms	50ms		Efficacité spectrale DL/UL
Max	5.012.5 b1s1Hz	30115 b1s1Hz
	1.810.8 b1s1Hz	2.610.2 b1s1Hz
	0.0410.02 b1s1Hz	0.00910.07 b1s1Hz

La 4G est la quatrième génération de réseau mobile. Elle est la norme succédant à la 3G, on étudiera cette génération plus en détail dans le prochain chapitre.

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Pour résumer, la 4G c'est la norme des standards de téléphonie mobile permettant des débits jusqu'à 50 fois plus importants que la première norme.

3.2.1 Définition des Réseaux LTE

Les services de communications mobiles sont en train de suivre la même évolution que celle des services fixes, c'est-à-dire une transition accélérée vers l'accès à très haut débit. Ce sont les réseaux 4G qui permettent de répondre aux demandes croissantes des usages mobiles, tant en termes de qualité des services offerts que de capacité d'écoulement du trafic par les réseaux. Ces fréquences sont destinées au déploiement de réseaux mobiles à très haut débit, pour apporter au consommateur une capacité et une qualité de services supérieures aux offres actuelles d'internet mobile. La technologie LTE « Long Term Evolution » offre aux utilisateurs des débits de plusieurs dizaines de Mbit1s, largement supérieurs aux performances des technologies 3G et 3G+ actuellement déployées, ainsi que des latences plus faibles favorisant une meilleure interactivité.

Avec le 4G, on se dirige vers la transmission de toutes les informations :

- voix et données

- par IP, le même protocole qu'on utilise sur Internet. Pour les fournisseurs, c'est plus facile et moins cher à gérer. Ça facilite aussi le développement d'applications multimédias. Cette génération permet des vitesses de téléchargement plus rapides et des temps de latence plus courts.

Selon les critères de l'Union internationale des télécommunications (UIT), qui établit les normes pour les réseaux cellulaires, le vrai 4G devrait offrir des vitesses de téléchargement de 100 Mbit1s pour un utilisateur en mouvement et de 1 Gbit1s en mode stationnaire.

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Figure 4: Les différentes générations de téléphonie mobile

Débits théoriques

Génération Acronyme Intitulé Descendant /

Montant

Radiocom 2000 (France Télécom), SFR

1G Radiocom 2000 Analogique

2000 (SFR)

GSM (échanges de type voix 2G uniquement)

Global System for Mobile 9,6 Kbits/s / - Communication

GPRS (échange de données 171,2 Kbits/s / 17,9

2.5G Global Packet Radio Service

sauf voix) Kbits/s

EDGE (basé sur réseau GPRS Enhanced Data Rate for GSM Evolution 384 Kbits/s / 64

2.75G existant) Kbits/s

Universal Mobile Telecommunications

3G UMTS 1,9 Mbits/s / -

System

3.5G ou 3G+ HSDPA (dérivé de l'UMTS) High Speed DownlinkPacket Access 14 Mbit/s / -

14 Mbits/s /

3.75G HSPA+ High Speed Packet Access + 5,8 Mbits/s

3.75G ou H+ ou Dual DC-HSPA+ Dual-Cell High Speed Packet Access + 42 Mbits/s / -

Carrier

3.9G LTE Long Term Evolution 326 Mbits/s / -

1 GBits/s / 500

4G LTE-Advanced Long Term Evolution Advanced MBits/s

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SYNTHESE

Dans ce chapitre introductif, nous avons présenté d'une façon générale les différentes générations de téléphone mobiles et les principales caractéristiques d'un réseau cellulaire.

Ainsi, la mise en oeuvre du service GPRS implique une évolution matérielle et logiciel s'ajoutant au réseau GSM déjà existants. L'évolution du GSM vers GPRS prépare à l'introduction des Réseaux de troisième génération l'UMTS. En ce qui concerne l'infrastructure, des modifications doivent être effectuées pour l'intégration du GPRS ou l'UMTS par l'ajout d'autres équipements, et le chargement de logiciels.

Le GPRS constitue une évolution majeure vers la troisième génération (UMTS). Il est conçu pour la transmission de données en mode paquet pour assurer l'accès simple au réseau Internet. Pour les réseaux 4G, nous avons présenté un bref aperçu et dans le prochain chapitre, nous allons le détailler.

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CHAPITRE 3:

ETUDE DETAILLEE DES RESEAUX

4G

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INTRODUCTION

.Contrairement aux autres générations, la 4G se distingue par le besoin de développer de nouvelles normes et de nouveaux standards. Les systèmes 4G sont complètement orientés vers l'utilisateur final, en fournissant des services variés à haut débit et sans coupure à travers les réseaux. Toutefois, la migration des systèmes actuels vers la 4ème génération constitue un énorme défi. Dans la littérature, plusieurs travaux abordent ce problème en considérant plusieurs aspects.

Dans ce chapitre nous allons mettre en exergue la migration de la 3G vers la 4G tout en parlant des technologies WIMAX et LTE et des caractéristiques de chacun des techniques qu'elles exploitent.

1. La LTE

Le LTE (Long Term Evolution) est une évolution des normes de téléphonie mobile GSM/EDGE, CDMA2000, TD-SCDMA et UMTS .La norme LTE, définie par le consortium 3GPP1, a d'abord été considérée comme une norme de troisième génération « 3.9G » (car proche de la 4G), spécifiée dans le cadre des technologies IMT-2000, elle ne satisfaisait pas toutes les spécifications techniques imposées pour les normes 4G par l'Union internationale des télécommunications (UIT). La norme LTE n'est pas figée, le consortium 3GPP la fait évoluer en permanence (en général une nouvelle version tous les 12 à 18 mois).En octobre 2010, l'UIT a reconnu la technologie LTE-Advanced (évolution de LTE définie par le 3GPP à partir de sa release 10) comme une technologie 4G à part entière ; puis, il a accordé en décembre 2010, aux normes LTE et WiMAX définies avant les spécifications « IMT-Advanced » et qui ne satisfaisaient pas complètement à ses prérequis, la possibilité commerciale d'être considérées comme des technologies « 4G », du fait d'une amélioration sensible des performances comparées à celles des premiers systèmes « 3G » : UMTS et CDMA2000.Les réseaux mobiles LTE sont commercialisés sous l'appellation « 4G » par les opérateurs de nombreux pays, par exemple : Proximus, Base, VOO Mobile et Mobistar en Belgique, Swisscom en Suisse, Verizon et AT&T aux États-Unis, Vidéotron, Rogers Communications et Fido

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Solutions au Canada, Orange, Bouygues Telecom, SFR et Free Mobile en France, Algérie Télécom en Algérie...Le LTE utilise des bandes de fréquences hertziennes d'une largeur pouvant varier de 1,4 MHz à 20 MHz dans une plage de fréquences théorique de 450 MHz à 3,8 GHz, permettant ainsi d'obtenir (pour une bande 20 MHz) un débit binaire théorique pouvant atteindre 300 Mbit/s en « liaison descendante » (downlink, vers le mobile) ; la « vraie 4G », appelée LTE Advanced1 offrira un débit descendant pouvant atteindre 1 Gbit/s ; ce débit nécessitera l'utilisation de bandes de fréquences de 2×100 MHz de largeur qui sont définies dans les versions 10 et 11 (3GPP releases 10 et 11) de la norme LTE Advanced1

1.1-Les Caractéristiques Fondamentales de la LTE

La technologie LTE (Long Term Evolution) s'appuie sur un réseau de transport à commutation de paquet IP. Elle n'a pas prévu de mode d'acheminement pour la voix, autre que la VoIP, contrairement à la 3G qui transporte la voix en mode circuit.

Le LTE utilise des bandes de fréquences hertziennes d'une largeur pouvant varier de 1,4 MHz à 20 MHz, permettant ainsi d'obtenir (pour une bande 20 MHz) un débit binaire théorique pouvant atteindre 300 Mbit1s en « downlink », alors que la "vraie 4G" offre un débit descendant atteignant 1 Gbit1s.

La technologie LTE repose sur une combinaison de technologies sophistiquées à même d'élever nettement le niveau de performances (très haut débit et faible latence) par rapport aux réseaux 3G existants. Le multiplexage OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) apporte une optimisation dans l'utilisation des fréquences en minimisant les interférences. Le recours à des techniques d'antennes multiples (déjà utilisées pour le Wi-Fi ou le WiMax) permet de multiplier les canaux de communication parallèles, ce qui augmente le débit total et la portée.

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2-Le WIMAX

La technologie BWA (Broadband Wireless Access) WiMAX basée sur le standard IEEE 802.16 est le résultat d'un important amendement proposé pour y ajouter la mobilité, ce qui a donné, en 2005, le système dit « Mobile WiMAX » (IEEE 802.16e). Un des objectifs majeurs est d'avoir une haute efficacité spectrale, c'est-à-dire un nombre élevé de bits transmis/s/Hz, dans un environnement où cohabitent plusieurs services ayant souvent des contraintes différentes. Ces contraintes peuvent porter sur le débit de données, le délai (moyen, maximal ou autre) et le taux d'erreur de transmission ou encore d'autres paramètres. Le système WiMAX cherche à atteindre cet objectif au prix d'un système proposé relativement complexe et très riche. WiMAX, technologie de communication mobile, conçue pour le WLAN (Wireless Local Area Network), est une norme de gestion de réseau sans fil qui a pour objectif l'interopérabilité des produits basés sur le standard IEEE 802.16. WiMAX définit un WLAN (Wireless Local Area Network), un énorme hot-spot qui fournit la connectivité sans fil large bande aux utilisateurs fixes, portatifs et nomades. Elle permet des communications sans visibilité qui sont une alternative au raccordement par câble, au système ADSL et aux hot-spots Wi-Fi. De ce fait, il devient une solution pour le développement de plateformes industrielles à large bande. Les produits peuvent être combinés avec d'autres technologies pour offrir l'accès large bande avec plusieurs scénarios possibles d'utilisation

2.2 Les Caractéristiques Fondamentales du WIMAX

2.2.1 Caractéristiques de WiMAX fixe

? L'utilisation d'une modulation OFDM permet la transmission de signaux multiples en utilisant plusieurs sous-porteuses simultanément. Puisque la forme d'onde OFDM se compose de multiples porteuses orthogonales en bande étroite, l'évanouissement sélectif qui est généralement localisé sur un sous-ensemble des porteuses, est relativement facile à égaliser.

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· La conception d'un mécanisme de modulation et de codage adaptatif dépend des états du canal et des interférences. Il ajuste la méthode de modulation presque instantanément pour un transfert de données optimum, d'où une utilisation efficace de la bande passante.

· Le support de format de duplexage temporel TDD et de division de fréquence FDD, permet au système d'être adapté aux règlementations de différents pays.

· La techniques FEC est utilisée pour détecter et corriger les erreurs en vue d'améliorer le rendement. La mise en application de la méthode se fait avec un codeur de Reed-Solomon concaténé avec un codeur convolutif suivi d'un entre laceur. Le turbo codage en bloc BTC (Block Turbo Coding) et le turbo codage convolutif CTC (Convolutional Turbo Coding) sont facultatifs.

· L'utilisation des bandes passantes de 1,25 à 20 MHz et de canaux flexibles fournit la flexibilité d'utilisation dans différentes bandes de fréquence avec une adaptation aux conditions de variabilité du canal.

· Un support facultatif de diversité de transmission et en réception pour augmenter la performance dans des environnements d'évanouissement par la diversité spatiale, permet au système d'en augmenter la capacité. L'implémentation du codage spatio-temporel (STC) en émission pour fournir l'indépendance de source réduit la marge d'évanouissement et d'interférence. Le récepteur emploie, la combinaison de la technique (MRC) pour améliorer la disponibilité du système.

· La conception d'un mécanisme dynamique du choix de fréquence DFS (Dynamic Frequency Selection) pour réduire au minimum les interférences.

· Un support facultatif d'antennes intelligentes, dont les faisceaux peuvent orienter leur lobes dans une direction particulière ou quelconque et s'orientant toujours coté récepteur, permet d'éviter des interférences entre canaux adjacents et d'augmenter la densité spectrale et le SNR. Il existe deux types d'antennes intelligentes, celles ayant des faisceaux multiples (antennes directionnelles) et celles ayant des systèmes adaptatifs ASS (Adaptive Antenna System). Le premier type utilise un nombre fixe de faisceaux, choisissant le plus approprié pour la transmission ou un faisceau en

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direction de l'antenne désirée. Le deuxième type fonctionne avec des antennes à plusieurs éléments avec un modèle de faisceau variable. Ces antennes sont une alternative intéressante pour les déploiements BWA.

? La mise en oeuvre de mesures de la qualité des canaux aidant au choix et à l'attribution des profils adaptatifs d'émission.

? Un support avec deux formes de multiplexage : par division temporelle et fréquentielle TDM et FDM (Frequency Division Multiplexing) permet l'interopérabilité entre les systèmes cellulaires fonctionnant avec le TDM et les systèmes sans fil qui emploient le FDM.

2.3-Caractéristiques du WIMAX mobile

Le WIMAX mobile (IEEE 802.16e) emploie les spécifications de la couche physique OFDMA avec une FFT (Fast Fourier Transform) à 2048 points. Il fournit une zone de couverture de l'ordre de 1,6 à 5 kilomètres de rayon, avec des débits de transmission de l'ordre de 5 à 10 Mbit/s dans une bande passante de 5 MHz et, avec une vitesse maximum de mobilité d'un utilisateur inférieure à 100 km/h. Il présente les mêmes caractéristiques que le WiMAX fixe, déjà mentionnées. Le transfert intercellulaire est nécessaire pour permettre au MS (Mobile Station) de commuter d'une Base Station à une autre aux vitesses véhiculaires sans interrompre le raccordement.

3-Buts de la 4G

La 4^èmeGénération vise à améliorer l'efficacité spectrale et à augmenter la capacité de gestion du nombre de mobiles dans une même cellule. Elle tente aussi d'offrir des débits élevés en situation de mobilité et à offrir une mobilité totale à l'utilisateur en établissant l'interopérabilité entre les différentes technologies existantes. Elle vise à rendre le passage entre les réseaux transparent pour l'utilisateur, à éviter l'interruption des services durant le transfert intercellulaire, et à basculer l'utilisation vers le tout-IP

Les principaux objectifs visés par les réseaux de 4^èmeGénération sont les suivants :

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· Assurer la continuité de la session en cours ;

· Réduire les délais et le trafic de signalisation ;

· Fournir une meilleure qualité de service ;

· Optimiser l'utilisation des ressources ;

· Réduire le délai de relève, le délai de bout-en-bout, la gigue et les pertes de paquets ;

· Minimiser le coût de signalisation.

4. LES TECHNIQUES D'ACCÈS MULTIPLES DE LA 4G

4.1 OFDMA

L'OFDMA est une technologie de codage radio de type « Accès multiple par répartition en fréquence » qui est utilisée notamment dans les réseaux de

téléphonie mobile de 4^eme Génération LTE. Elle est également utilisée par d'autres systèmes de radiocommunication, tels les versions évoluées des normes de réseaux locaux sans fil WIFI ainsi que par certaines normes de télévision numérique. Comme pour d'autres techniques de codage permettant l'accès multiples (TDMA, FDMA, CDMA), l'objectif est de partager une ressource radio commune (bande de fréquence) et d'en attribuer dynamiquement des parties à plusieurs utilisateurs.

4.1.1-Origine et Avantages

L'OFDMA et sa variante SC-FDMA sont dérivés du codage OFDM (utilisé par exemple sur les liens ADSL et dans les réseaux WiFI), mais contrairement à l'OFDM, l'OFDMA est optimisé pour l'accès multiple.

L'OFDMA a attiré l'attention comme une alternative séduisante au codage CDMA qui est utilisé dans les réseaux 3G UMTS, particulièrement dans le sens de transmission downlink des réseaux mobiles, car il permet pour une même largeur spectrale, un débit binaire plus élevé grâce à sa grande efficacité spectrale (nombre de bits transmis par Hertz) et à sa capacité à conserver un débit élevé

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même dans des environnements défavorables avec échos et trajets multiples des ondes radio. Ce codage (tout comme le CDMA utilisé dans les réseaux mobiles 3G) permet un facteur de réutilisation des fréquences égal à « 1 », c'est-à-dire que des cellules radio adjacentes peuvent réutiliser les mêmes fréquences hertziennes.

4.2 SC-FDMA

Le Single-Carrier FDMA est une technologie de codage radio de type accès multiple par répartition en fréquence utilisée notamment dans les réseaux de

téléphonie mobile de 4^ème génération LTE.

Comme pour d'autres techniques à schéma d'accès multiples (TDMA, FDMA,CDMA, OFDMA),le but est l'attribution et le partage d'une ressource radio commune (bande de fréquence)entre plusieurs utilisateurs. Le SC-FDMA peut être considéré comme une variante linéaire des codages OFDM et OFDMA, dans le sens où il consiste aussi à répartir sur un grand nombre de sous-porteuses le signal numérique, en utilisant en complément la Transformation de Fourier Discrète du signal «DFT», supplémentaire pour pré-coder l'OFDMA conventionnel.

Le SC-FDMA a attiré l'attention comme une alternative séduisante à l'OFDMA, particulièrement dans les communications terre-satellite et dans le sens de transmission montant des réseaux 4G LTE où son PAPR (peak-to-average power ratio) plus faible que celui de l'OFDMA bénéficie au terminal mobile en termes d'efficacité énergétique, en diminuant la puissance crête d'émission et donc le poids et le coût du terminal (Smartphone ou tablette tactile)

Il a été adopté pour les liaisons uplink de certaines normes 3GPP, plus particulièrement pour la partie radio (eUTRAN) des réseaux mobiles « LTE », car ce codage permet de diminuer la consommation électrique du terminal et donc d'augmenter l'autonomie de sa batterie. Pour les liaisons radio downlink des réseaux LTE, pour lesquelles il y a moins de contraintes énergétiques, c'est l'OFDMA qui est utilisé car il permet pour une même largeur spectrale, un débit binaire plus élevé.

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4.3 Comparaison entre l'OFDMA et le SC-FDMA

La figure suivante permet de relever les points communs entre l'OFDMA et le SC-

FDMA :

- Une transmission de données en blocs.

- Un multiplexage des données en fréquence dans le cas où ils sont répartis sur plusieurs

sous-porteuses orthogonales.

- Une égalisation de canal réalisée dans le domaine fréquentiel.

- Une complexité globalement équivalente.

Figure 5:Similitude entre une chaine OFDMA et SC-FDMA.

5. ARCHITECTURE DES RÉSEAUX 4G

5.1 Architecture Générale du LTE

Les réseaux LTE sont des réseaux cellulaires constitués de milliers de cellules radio

qui utilisent les mêmes fréquences hertziennes, y compris dans les cellules radio mitoyennes, grâce aux codages radio OFDMA et SC-FDMA. La figure suivante présente l'architecture du réseau LTE.

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Figure 6:Architecture générale du LTE

5.2 Architecture du WIMAX

Le WiMAX avait pour objectif de remplacer les autres technologies à large bande concurrentes du même segment pour devenir une solution pour le dernier kilomètre dans le déploiement des infrastructures d'accès dans des endroits avec des conditions difficiles pour les autres technologies ; par exemple là où le câble ou l'ADSL ne seraient pas rentables pour des raisons de coûts de déploiement ou d'entretien. Ainsi, le WiMAX tente de relever le défi en reliant des secteurs ruraux dans les pays en voie de développement tel que des services de sous zones métropolitaines. Le WiMAX mobile (IEEE 802.16e) a été un candidat malheureux aux réseaux cellulaires 4G (4^egénération) et pour le marché des terminaux associés (smartphones, tablettes), mais la norme de réseau mobile LTE a pris une part dominante du marché des systèmes 4G.

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Figure 7:Architecture du wimax

? Un réseau wimax comprend trois parties ? La radio

? Le coeur du réseau IP

? Les équipements terminaux

6.- Migration des réseaux 3G vers la 4G

6.1 Migration UMTS vers LTE

Appréhender les évolutions et le fonctionnement des réseaux mobiles en évolution vers des technologies LTE (Long Term Evolution). La figure suivante montre comment la migration se déroule, entre l'architecture du réseau de troisième génération et celui de la ^4ième Génération.

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Figure 8: Migration 3G vers 4G.

7-La 4G dans le Monde

Avec 4,8 milliards d'utilisateurs GSM et UMTS-HSPA dans le monde, à savoir aussi des systèmes basés sur des normes 3GPP, le LTE est bien placé pour s'imposer face à d'autres normes de radiocommunication mobile, comme le CDMA20001EV-DO ou l'IEEE1WiMAX.

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figure 9: Déploiement de la 4G dans le monde

Pays avec réseaux commerciaux de 4G

? Europe

L'Europe (via la CEPT) a fait le choix de réserver les bandes de fréquence des 800 MHz (issue du dividende numérique) et des 2 600 MHz pour les réseaux mobiles 4G, mais dans beaucoup de pays les opérateurs ont aussi la possibilité de réutiliser la bande de fréquence des 1800 MHz initialement attribuée au GSM (2G) ; cette bande de fréquence était la plus utilisée dans les réseaux 4G1LTE européens fin 2012.

La première commercialisation d'une offre mobile en 4G utilisant le standard LTE a été lancée dans les villes de Stockholm (Suède) et Oslo (Norvège) le 15 décembre 2009 par l'opérateur téléphonique TeliaSonera. Samsung a commercialisé le premier téléphone compatible 4G LTE sous la référence SCH-R900, durant le second semestre 2010. La connexion peut également se faire depuis un ordinateur et une clé 4G LTE fabriquée par Samsung Electronics. Les déploiements à grande échelle en Europe sont attendus à partir de 2014.

? Portugal

En mars 2012, les opérateurs télécoms portugais TMN, Optimus et Vodafone France commercialisent leurs offres 4G LTE. Ils annoncent 80 % de la population couverte avant fin 2012.

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? Suisse

Le 29 novembre 2012, Swisscom lance officiellement la 4G1LTE dans 29 grandes villes et stations de sports d'hiver de Suisse : Arosa, Bâle, Berne, Bienne, Crans Montana, Davos, Fribourg, Genève, Grindelwald, Gstaad, Interlaken, Lausanne, Loèche-les-Bains, Locarno, Lugano, Lucerne, Pontresina, SaasFee, Silvaplana, Sion, Saint-Gall, Saint-Moritz, Thoune, Verbier, Wengen, Winterthour, Zermatt, Zoug, Zurich.

? Belgique

Le 5 novembre 2012, Proximus (Belgacom) lance officiellement la 4 G dans 5 grandes villes belges : Namur, Liège, Anvers, Gand et Louvain. Dans une moindre mesure, la 4G de Belgacom est également disponible à Mons, Wavre, Hasselt et Oude-Hervelee.

Les premiers tests par les clients montrent une vitesse record de 53 Mbps.

? France

En France, l'ARCEP a attribué des licences 4G LTE aux opérateurs en fin 2011. Les enchères ont rapporté à l'État plus de 3,5 milliards d'euros.

Le résultat du premier appel d'offres 4G pour la bande de fréquence des 2 600 MHz se répartit comme suit :

o Bouygues Telecom obtient 15 MHz duplex pour 228 011 012 L.

o Free Mobile obtient 20 MHz duplex pour 271 000 000 L.

o Orange obtient 20 MHz duplex pour 287 118 501 L.

o SFR obtient 15 MHz duplex pour 150 000 000 L.

o La filiale de Vivendi est par ailleurs le seul opérateur à ne pas avoir souscrit d'engagement à accueillir des opérateurs virtuels (MVNO) sur son réseau.

Soit un total de 936 129 513 L.

Le résultat du second appel d'offres 4G pour la bande des 800 MHz, libérée par l'arrêt de la télévision hertzienne analogique (dividende numérique), se répartit ainsi:

o Bouygues Telecom obtient 10 MHz duplex pour 683 087 000 L.

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o Orange obtient 10 MHz duplex pour 891 000 005 L.

o SFR obtient 10 MHz duplex (2 blocs de 5 MHz) pour 1 065 000 000 L.

o Free Mobile n'obtient pas de fréquences dans cette bande mais a un droit d'accès au roaming sur le réseau 800 MHz de SFR.

Soit un total de 2 639 087 005 L.

Répartition totale des fréquences affectées à la 4G en France : 30 % pour Orange, 25 %pour SFR, 25 % pour Bouygues, 20 % pour Free Mobile.

? ASIE

o Japon

Alors que les réseaux mobiles LTE (Long Term Evolution) commencent à peine à être lancés en tant que réseaux commerciaux, l'opérateur japonais NTT DoCoMo se prépare déjà à expérimenter la génération suivante, LTE-Advanced, hors de ses laboratoires. L'opérateur DoCoMo a obtenu le feu vert du bureau des télécommunications rattaché au Ministère de l'Intérieur japonais pour mener des expérimentations LTE-Advanced sur le terrain via une pré-licence qui lui permettra d'exploiter des fréquences sur les villes de Yokosuka et Sagamihara. Ce pilote permettra de tester des équipements LTE-Advanced en intérieur comme en extérieur. DoCoMo a déjà réalisé une série d'expérimentations en simulant un environnement radio perturbé par des obstacles, modélisant des configurations telles qu'on peut les trouver dans les villes, mais dans ses centres R&D, où il a déjà réussi à obtenir des débits descendant de 1 Gb1s et montant de 200 Mb1s.

o Singapour

Singapour est précurseur en termes de 4G. Le deuxième opérateur de télécommunications du pays, StarHub, a lancé début juillet 2012 son réseau 4G dans le Central Business District (CBD) ainsi qu'à l'aéroport. Dans la foulée, l'opérateur

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historique SingTel et le troisième opérateur M1 prévoient tous de lancer leur réseau 4G prochainement

? États-Unis

Les États-Unis, ont fait le choix des bandes de fréquence duplex (FDD) 700 MHz et 1700-2 100 MHz (fréquences dites « AWS (en) »).

Aux États-Unis, la société Verizon Wireless a lancé une offre commerciale 4G LTE fin 2010 ; elle a déjà, en fin 2012, plus de 16 millions d'abonnés LTE8 ce qui en fait le leader mondial (par le nombre d'abonnés) devant le japonais NTT DoCoMo et les

opérateurs coréens KT et SK Telecom. Le 2^emeopérateur américain AT&T a lui aussi lancé une offre LTE mi 2011.

SYNTHESE

Dans ce chapitre, nous avons présenté un aperçu des différents composants et caractéristiques de la technologie LTE (quatrième génération) et du WIMAX afin de présenter par la suite la terminologie des termes utilisés dans cette technologie.

Dans le chapitre suivant, nous décrivons les performances de la qualité de service de la technologie LTE. Ainsi, nous présenterons les différentes interactions entre elles.

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Chapitre 4 : GENERALITES SUR LA

QUALITE DE SERVICE

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INTRODUCTION

Le principal objectif d'un opérateur est de regrouper le plus grand nombre d'abonnés pour pouvoir augmenter son chiffre d'affaire, pour cela chaque opérateur mobile devra ce focalisé sur les demandes de ces clients et ainsi augmenter son taux de popularité, pour ça il doit se préoccuper sur l'amélioration de son réseau (couverture, ...) et des paramètres de la Qualité de Servie (débit, latence, ...).

Pour un réseau, que ce soit en télécommunication, en informatique ou autre, le plus grand objectif est d'avoir les meilleures performances. Pour cela le taux de Qualité de Service doit être au minimum au niveau des exigences des utilisateurs, pour leur entière satisfaction.

A travers ce chapitre, nous allons étudier les différents paramètres de la QoS et les performances des réseaux 4G.

1-DEFINITION

La qualité de service (QDS) ou Quality of service (QoS) est la capacité de transmission dans de bonnes conditions un certain nombre de paquet dans une connexion entre un émetteur et un récepteur, et cela peut être présenté sous plusieurs termes tel que la disponibilité, débit, délais de transmission, gigue, taux de perte de paquets...

Elle regroupe un ensemble de technologies mise en oeuvre pour assurer des débits suffisants et constants sur tous les types de réseaux

2-BUT DE LA QOS

Le but de la QoS est donc d'optimiser les ressources du réseau et de garantir de bonnes performances aux applications. La qualité de service sur les réseaux permet d'offrir aux utilisateurs des débits et des temps de réponse différenciés par application suivant les protocoles mis en oeuvre au niveau de la couche réseau.

Elle permet ainsi aux fournisseurs de services de s'engager formellement auprès de leurs clients sur les caractéristiques de transport des données applicatives sur leurs infrastructures IP

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3-PARAMETRES DE GESTION DE LA QOS

Au sein d'un réseau donné, la qualité de service est évaluée en fonction des différents équipements qui composent ce réseau, ainsi que du trafic qui y circule, etc.

Des applications multimédia telles que la voix-IP ou la vidéo à la demande, en plus des applications classiques, seront de plus en plus utilisées dans ce type de réseaux. Ces applications multimédia nécessitent un niveau minimal de qualité de service en termes de bande passante, de délai, de gigue ou de taux de pertes de paquets...

3.1-Paramètres standard

On entend souvent parler d'accords sur la qualité de service (SLA : Service Level Agreement) ou de gestion des niveaux de service (SLM : Service Level Management). Mais derrière le terme de "qualité de service" (QoS : Quality of Service) se cachent des paramètres à la fois très divers et précis, qui reposent sur un nombre non négligeable d'indicateurs et de notions à prendre en considération.

3.1.1- La qualité de service au niveau applicatif

On parle parfois de QoS au niveau applicatif, ce qui désigne la qualité perçue par l'utilisateur final. Les critères d'appréciation sont donc plutôt subjectifs, même si certains événements tels que les pannes ou les erreurs sont directement perceptibles et peuvent être évalués de manière rigoureuse.

3.1.2- La qualité de service au niveau du transport

Désigne la qualité de service d'un point A à un point B (notion de routing), compte tenu des aléas dus à la multitude des acteurs impliqués (au niveau des opérateurs, d'un réseau métropolitain (MAN), d'un fournisseur d'accès...).

3.1.3- La qualité de service de réseau

Au sein d'un réseau donné, la qualité de service est évaluée en fonction des différents

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équipements qui le composent, des règles qui y ont été définies, du trafic qui y circule, etc.

3.1.4- La qualité de service "de bout en bout"

Derrière cette expression, qui signifie que la qualité de service est théoriquement la même d'un bout à l'autre d'un réseau, on trouve une multitude de situations, notamment conditionnées par la pluralité des opérateurs et des matériels présents, ainsi que des capacités réseau et des politiques de qualité de service en place. Certains noeuds de redistribution peuvent dans ce cas être sources d'engorgement.

3.1.5-La perte de paquets

Correspond aux octets perdus lors de la transmission des paquets. S'exprime en taux de perte. Plutôt rare.

3.1.6- Le délai de transit (latence)

C'est le délai de traversée du réseau, d'un bout à l'autre, par un paquet. Les différentes applications présentes sur ce réseau n'auront pas le même degré d'exigence en fonction de leur nature : faible, s'il s'agit d'une messagerie électronique ou de fichiers échangés, ce degré d'exigence sera fort s'il s'agit de donnés "voix". La latence dépend du temps de propagation (fonction du type de média de transmission), du temps de traitement (fonction du nombre d'équipements traversés) et de la taille des paquets (temps de sérialisation).

3.1.7- La gigue

Désigne les variations de latence des paquets. La présence de gigue dans les flux peut provenir des changements d'intensité de trafic sur les liens de sorties des commutateurs. Plus globalement, elle dépend du volume de trafic et du nombre d'équipements sur le réseau.

3.1.8-La bande passante

Il existe deux modes de disponibilité de la bande passante, en fonction du type de besoin exprimé par l'application. Le mode "burst" est un mode immédiat, qui monopolise toute la

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bande passante disponible (lors d'un transfert de fichier par exemple). Le mode "stream" est un mode constant, plus adapté aux fonctions audio/vidéo ou aux applications interactives.

3.1.9- Intérieur du réseau

Afin d'arbitrer entre les modes "burst" et "streaming" précédemment cités, une gestion du trafic peut soit être installée au sein du réseau, soit à ses extrémités. S'il s'agit de l'intérieur du réseau, les noeuds de ce réseau opèrent alors comme autant d'éléments de classification et de priorisation des paquets qui y circulent.

3.1.10- Extérieur du réseau

Si, en revanche, le dispositif se trouve à l'extérieur, les équipements constituant le réseau se trouvent déchargés de toute QoS. Deux mécanismes sont alors à l'oeuvre : le contrôle de débit TCP, qui modifie le débit des applications TCP en fonction des conditions de charge du réseau et du niveau de priorité des applications, et la gestion des files d'attente personnalisées, qui affecte les flux entrants aux files d'attentes qui leur correspondent.

3.2-Paramètres spécifiques du LTE

La technologie LTE offre des mécanismes dits de qualité de service différenciée afin de faciliter la prise en compte des contraintes de services différents. Les services mobiles peuvent être distingués selon deux critères principaux, souvent intimement liés.

· Le service est-il temps-réel ou non temps-réel ?

· Le service tolère-t-il des erreurs de transmission ou non ?

Ces caractéristiques de service impliquent une prise en charge différenciée de la part du réseau. On comprend aisément que le traitement d'un appel voix n'imposera pas les mêmes contraintes que le téléchargement d'un fichier. D'une manière générale, les services temps-réel (par exemple, un appel voix ou un appel de streaming vidéo) requièrent des délais de transmission courts mais peuvent tolérer des erreurs de

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transmission. En revanche, les services non temps-réel (par exemple, un téléchargement de courrier électronique ou de fichier) revêtent des contraintes de délais relâchée mais ne tolèrent pas d'erreurs de transmission. Le LTE a ainsi été conçu pour distinguer les services nécessitant un débit garanti ou GBR (Guaranteed Bit Rate), des services ne requérant pas de débit garanti (non-GBR).

3.3-Paramètres spécifiques au wimax

La qualité de service consiste à allouer les tranches de temps aux clients selon les priorités. Le WiMAX possède quatre (4) classes de priorités : UGS, rtPS, nrtPS et BE.

? UGS (Unsolicited Grant Service), est la priorité la plus haute. Elle a pour objectif de faire transiter les applications qui ont un débit constant en générant des paquets de longueur constante à des intervalles réguliers de telle sorte que chaque paquet puisse être émis sans attente. Cette classe correspond aux applications de téléphonie classique. Elle provient d'une version améliorée de l'ATM : le CBR (Constant Bit Rate).

Les paramètres de qualité de service sont le Maximum Sustained Traffic Rate, c'est-à-dire le trafic moyen en période d'émission, le Minimum Reserved Traffic Rate, c'est-à-dire le taux minimum à réserver pour que les paquets puissent être transmis et le Request/Transmission Policy, qui indique la politique de retransmission. Dans cette classe, si une tranche de temps est réservée, elle ne peut être préemptée par une autre classe. Il y'a donc possibilité de perte de la tranche si elle n'est pas utilisée.

? rtPS (real-time Paquet Service) correspond à la transmission d'application de type vidéo. Cette classe prend en charge des applications produisant des trames de longueurs variables à intervalles réguliers. Les paramètres de qualités de services sont les suivants : Maximum Sustained Traffic Rate, Minimum Reserved Traffic Rate, Request/Transmission Policy et Maximum Latency Traffic Priority qui indique le temps maximal entre deux trames prioritaires. Cette classe correspond aux applications temps réels.

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+ nrtPS (non real-time Paquet Service) correspond à des applications élastiques qui acceptent une variabilité de délai et de tailles des paquets. Cette classe de trafic est bien adaptée au transfert de fichiers et aux applications sans contraintes temporelles mais qui demandent malgré tout un débit minimal pour s'assurer d'être transmis après un temps donné. Les paramètres de qualités de service sont : Maximum Sustained Traffic Rate, Request/Transmission Policy, Mimimum Reserved Traffic et Priority Traffic correspondant au trafic des trames indispensables à l'application.

+ BE (Best Effort) ne demande aucune qualité de service particulière et aucun débit minimal. Les paramètres de qualités de service de cette classe sont : Maximun Sustained Traffic Rate, Traffic Priority, Request/Transmission Policy. Les services associés sont bien entendu ceux qui ne demandent aucune garantie sur le trafic, comme les applications web.

4-PROCEDURES DE MESURE DE LA QOS ET DES PERFORMANCES DES RESEAUX MOBILES

4.1-Plaintes Clients

4.1.1 Call Center

Pour analyser la qualité de service de façon subjective on s'est rapproché de l'un des opérateurs qui distribue la 4G au Bénin en l'occurrence BENIN TELECOMS SA.

On a pu recueillir l'avis des clients via le call center Aux nombres de celles-ci ont peut citer :

V' Site web inaccessibles dû au Bourrage du modem de connexion du a un déni de services V' Faible densité de couverture du a l'instabilité dans les installations

V' Perte de réseau sur le modem de connexion du peut être a un problème de fibre optique et ou de faisceaux

V' Numéro de connexion coupé

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En réalité une Sim avant usage est déclaré UNUSE (non utiliser), quand l'abonne commence à l'utilisé elle est déclarée VALIDE

Il y a après une période de recharge qu'on appels RECHARGE PERIOD au cour duquel l'abonné ne pourra émettre des appels mais juste en recevoir dans le cas des Sim qui font du data et du Voice. Cette période peut durer 7 à 10 jours.

Puis vient la période dite FROZEN (coupure) au cours de laquelle la Sim devient invalide et dans ce cas l'abonné devra contacter une agence POP proche de lui et eux a leur tour vont contactés le call center pour notifier le problème.

5-MESURE DE TERRAIN 5.1-Conditions de mesure

5.1.1-Localisation des mesures

D'une façon générale, l'extension de chaque agglomération testée correspond à la définition de l'INSEE de 2007 donnant la liste des communes appartenant à l'agglomération. Les agglomérations de plus de 400 000 habitants ont été subdivisées en « zones très denses » et « autres zones denses » comme expliqué précédemment. Dans les autres agglomérations, ont été distingués la « ville » (ZTD = Zone Très Dense), qui est la commune principale, et le reste de l'agglomération (AZD = Autre Zone Dense). Après avoir déterminé la localisation et le nombre des mesures, un certain nombre de conditions supplémentaires ont été prises en compte :

5.2-Mesures en voiture

Dans les agglomérations de plus de 400 000 habitants, le territoire à tester a été divisé en zones de surfaces équivalentes, avec un certain nombre d'appels à effectuer. Les enquêteurs ajustent leurs parcours en fonction du terrain (circulation et sens interdits), l'objectif étant de couvrir équitablement la zone. Dans les autres agglomérations, les mesures ont été réparties pour 2/3 en ville (ZTD) et 1/3 dans le reste de l'agglomération (AZD). Elles ont été effectuées

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sur des parcours incluant les axes principaux et dans les zones bâties (centre-ville, aéroport, gare, lieux touristiques, zones d'activités).

5.3-Mesures piétons

5.3.1-Dispositions communes aux mesures à l'extérieur ou à l'intérieur des bâtiments

Dans chaque agglomération, les mesures ont été dispersées le plus possible sur le territoire à tester et il a été évité de réaliser des mesures aux mêmes endroits que celles effectuées en voiture. Dans les agglomérations de plus de 400 000 habitants, les mesures ont été réparties selon le même principe de division en zones de surfaces équivalentes que pour les mesures en voiture. Dans les autres agglomérations, les mesures ont été effectuées dans les zones bâties, avec une répartition 2/3 en ville et 1/3 dans le reste de l'agglomération.

5.3.2-Mesures piétons en extérieur

Les mesures ont été réalisées pour 2/3 en déplacement et 1/3 à l'arrêt. En chaque point mesuré, une seule mesure a été effectuée de façon à obtenir la meilleure dispersion géographique. Les emplacements ont été choisis parmi les zones fréquentées par les piétons (zones bâties, parcs et jardins, plages, ...).

5.3.3-Mesures piétons en intérieur

Tous les appels ont été passés en 1er jour (pièce avec fenêtre), sans se déplacer, aux rez-de-chaussée et dans les étages en excluant les sous-sols. Les mesures ont été réparties, selon le type de bâtiment :

? Dans les lieux publics de grande superficie : 2 mesures indoor premier jour ;

? Dans les lieux privés (bureaux ou habitations) : 2 mesures indoor premier jour.

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6-DONNÉES STATISTIQUES OMC

6.1-Les compteurs OMC

Le principe des compteurs OMC se résume dans le comptage des messages (événements) au niveau des interfaces A et A-bis. L'OMC-R gère le BSS, il se charge de la gestion des performances, les mesures se basent sur la collecte des compteurs calculés par les équipements du réseau et l'OMC-S gère le NSS, s'occupe de la partie Switching. Les données sont importées depuis les compteurs OMC et analysés grâce à des outils dits outils de traitement des compteurs. Ce sont des outils spécifiques aux constructeurs par exemple RNO d'Alcatel et l'OTS ou le SPOTS de Siemens. Les mesures OMC ne donnent qu'une vue statique et globale (temporellement et géographiquement) de l'état du réseau. Les mesures d'OMC sont utilisées dans plusieurs domaines :

? Optimisation et planification du réseau

? Statistiques

? Investigation en cas de problème sur le réseau ? Analyse en temps réel

Les données des OMC sont sous forme de données brutes. Pour qu'elles soient exploitables, elles sont transformées en KPI (Key Performance Indicators)

6.2 KPI

Les KPI, Indicateurs clés de performance (Key Performance Indicator) permettent le pilotage et le suivi de l'efficacité des éléments auxquels ils sont rattachés ! Leurs principes résident essentiellement dans leur capacité de s'affranchir de la stérilité d'une donnée brute (qui ne permet ni la décision, ni le jugement critique de la performance) mais de créer une fertilité d'actions à engager grâce aux insights ainsi procurés ! Les KPI seuls ont aussi leurs limites, c'est pourquoi ils sont toujours observés dans un contexte (variation, comparaison...) !

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Les KPI ou ICP en français, sont toujours calculés et forment soit un ratio, un quotient, un taux ou une moyenne, mais jamais une donnée brute !

7-ANALYSEUR DE PROTOCOLES

7.1-Définition

Outil de diagnostic des flux de trames échangés sous un protocole donné. En anglais : protocol analyzer Un analyseur, ou analyseur de protocole, est un outil qui permet à un administrateur de réseau d'examiner les trames échangées entre deux dispositifs de réseau à des fins d'investigation (en cas d'affaiblissement des débits, notamment).L'analyseur est dit " de protocole ", parce que pour intercepter, décoder et analyser une trame, il faut savoir de quel protocole elle relève. Ce logiciel s'exécute sur un micro-ordinateur et ne peut " voir " que les trames des protocoles de haut niveau gérées par la carte réseau de l'ordinateur. Les analyseurs qui permettent de descendre aux plus basses couches d'un réseau (voir Modèle OSI) comportent une partie matérielle : une sonde que l'on place entre les deux dispositifs dont on veut contrôler le dialogue et qui procède au décodage des trames, pour examen ultérieur à l'aide du logiciel approprié (la sonde peut comporter un disque dur).

7.2.- Analyseur de protocole et logiciel de surveillance réseau puissant

7.2.1PRTG Network Monitor

Le moteur puissant de PRTG est capable de superviser simultanément plusieurs milliers de capteurs. Chaque capteur peut être marqué pour permettre une navigation facile par une longue liste de capteurs. On peut accéder aux données du réseau et de la surveillance des serveurs et de la bande passante crées par le PRTG Network Monitor par un serveur frontal basé web. Un filtrage de données extensif peut être utilisé pour Netflow et Packet Sniffing (renfilage paquet) basé sur les préférences de surveillance. En tant qu'outil de surveillance réseau et d'analyse, PRTG supporte l'acquisition de données à l'aide de protocole SNMP, packet sniffing (reniflage paquet) ainsi que NetFlow/sFlow/jFlow. Grâce à son analyseur de

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protocole et de paquet et d'autres outils d'analyse incorporés, PRTG peut classifier le trafic réseau par adresse IP, par protocole ou par paramètres personnalisés. Les résultats analysés sont affichés dans des graphiques et tableaux très variés et faciles à lire, pouvant être crées instantanément pour des rapports de l'usage réseau presque en temps réel. Des rapports entièrement configurés sont disponibles en formats HTML, Excel, TIF, RTF, ou PDF.

La base de données interne de PRTG permet la sauvegarde rapide et efficace des données rassemblées. La sauvegarde de données optionnelles en fichier ZIP est également offerte ainsi que la suppression des données anciennes.

PRTG est installé en seulement quelques clics et il est complètement compatible avec la plupart des switchs, des routeurs, des pare-feux et d'autres périphériques réseau. Toutes les fonctions sont disponibles dans le freeware, la version d'essai gratuite et les versions commerciales. PRTG est la solution appropriée pour tous vos besoins pour la surveillance de la bande passante et l'analyse.

SYNTHESE

Dans ce chapitre, nous avons défini la QoS, présenter ses différents paramètres et ses

différents critères, suivis d'une petite partie dans laquelle nous avons décrit les performances des réseaux cellulaire de la nouvelle génération (4G).

Ce qui nous intéresse le plus c'est les réseaux 4G, c'est pour cela qu'on va consacrer le

chapitre suivant pour l'analyse des performances de la 4G

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Chapitre 5 :

ANALYSE DE PERFORMANCES DES

RESEAUX 4G

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INTRODUCTION

Les réseaux de télécommunications ont pris de plus en plus d'importance dans notre société. Pour satisfaire au mieux les besoins et les intérêts des clients, les opérateurs doivent pouvoir offrir, au meilleur prix, des services d'excellente qualité.Dans ce chapitre on parlera de l'analyse des performances des réseaux 4G par des illustrations en vue de faire comprendre que l'influence du nombre d'antennes en émission et réception est pas négligeable puis nous allons également faire des tests de qualités de service pour donner des indications sur la qualité de la 4G au Bénin.

1-PERFORMANCE DES RÉSEAUX 4G

Le 3GPP a mené une étude de vérification des performances complètes du LTE à l'issue de son étude de faisabilité. Cette évaluation a notamment comparé les performances du LTE à celles du HSPA, conformément aux exigences définies pour la conception du LTE. Le HSPA ayant évolué depuis, cette comparaison n'est plus aussi pertinente aujourd'hui, aussi nous nous limitons dans cette section aux performances absolues du LTE. Le 3GPP a plus récemment effectué de nouvelles évaluations des performances du LTE Release 8, dans le cadre de la soumission du LTE-Advanced à l'UIT-R comme interface candidate au processus IMT-Advanced. Les résultats obtenus s'appuient sur les fonctionnalités effectivement normalisées et sont donc plus proches de la réalité

1.1-Efficacité spectrale crête

L'efficacité spectrale crête (en bit/s/Hz) caractérise le débit maximal théorique offert par la technologie. Elle est résumée dans le tableau suivant pour différentes configurations d'antennes, où une configuration d'antennes N X M correspond à N antennes à l'émetteur et M antennes au récepteur. Ces chiffres sont obtenus d'après les performances maximales du système pour un UE seul dans la cellule, pour les catégories d'UE 4 et 5. Rappelons qu'il suffit de multiplier les chiffres d'efficacité spectrale par 10 pour obtenir le débit correspondant en Mbit/s sur un canal de 10 MHz.

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Efficacité spectrale crête d'un UE LTE

Vo

	Configuration	Efficacité spectrale crête
DL ie	2×2 (64QAM) d'antennes (m	7.5(bit
	4×4 (64QAM)	15.0
UL	1×2 (16QAM)	2.5
	× Q ) 1 2 (64 AM	3.75

On déduits de ce tableau l'efficacité spectrale est fonction du nombre d'antennes utilisés en émission et en réception ce qui fait que plus on a d'antennes plus la capacité spectrale augmente

1.2-Latence

La latence du plan usager s'évalue par la durée des procédures liées à l'émission et la réception d'un paquet sur l'interface radio. On montre que la latence du plan usager est inférieure à 5 ms en FDD, sous des hypothèses réalistes. En TDD, la latence du plan usager dépend de la configuration voie montante/voie descendante. Si pour certaines configurations la latence est effectivement inférieure à 6 ms en voie montante et en voie descendante pour des hypothèses réalistes, d'autres configurations peuvent conduire à une latence légèrement supérieure mais toujours inférieure ou égale à 6,2 ms en voie descendante et inférieure ou égale à 9,5 ms en voie montante. De même, la latence du plan de contrôle est évaluée en calculant le temps nécessaire aux procédures d'activation de la connexion. Celles-ci dépendent en particulier des temps de traitement par les différents noeuds de l'architecture mis en jeu, ainsi que du temps de transport sur les interfaces réseau associées. On montre que la latence du plan de contrôle pour la transition entre l'état de veille et l'état actif est de 80 ms en FDD et de 85 ms en TDD.

Le tableau ci-dessous résume les valeurs de latence des plans usager et de contrôle, en FDD et TDD.

Latence du plan usager et du plan de contrôle sous des hypothèses réalistes

Latence du plan usager (ms)		ce du plan de contrôle pour la transition de l'état de veille à actif (ms)
FDD	TDD	FDD	TDD
< 5	< 6.2 en DL < 9.5 en UL	80	85

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1.3-Performance du handover

La performance du handover est mesurée par le temps d'interruption du plan usager lors d'un changement de cellule, ou, en d'autres termes, le temps d'interruption de la communication que peut subir un utilisateur. Ce temps est calculé analytiquement en fonction du délai des procédures de synchronisation et d'accès aléatoire sur la nouvelle cellule. Les temps d'interruption pour les modes FDD et TDD sont donnés dans le tableau suivant.

Tableau : Performance du handover

Temps d'interruption du plan usager lors d'un handover (ms)
FDD	TDD
10.5	12.5

Ces temps d'interruption correspondent aux durées les plus courtes possibles, lorsque la procédure d'accès aléatoire est réalisée avec succès. En TDD, le temps d'interruption dépend de la configuration.

voie montante/voie descendante ; celui donné dans le tableau correspond à la configuration 1, qui permet l'interruption la plus courte.

On constate que ces temps d'interruption sont très courts et ne peuvent être décelés par l'utilisateur. Notons que ces temps d'interruption sont valables pour une cellule de destination située sur la même fréquence que la cellule source ou sur une fréquence différente, que cette dernière soit sur la même bande de fréquences ou sur une autre bande.

2.-COMPARAISON WIMAX ET LTE

Parmi les normes de 4^egénération, le concurrent principal du WiMAX mobile est le LTE qui a été normalisé par l'organisme 3GPP en 2008/2009 (soit 2 à 3 ans après le Wimax 802.16e) et qui partage avec lui de nombreuses caractéristiques techniques, notamment l'utilisation sur la partie radio (RAN) du codage OFDMA.

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Contrairement au WiMAX, les réseaux mobiles LTE bénéficient d'une compatibilité ascendante avec les réseaux cellulaires 2G et 3G normalisés précédemment par le 3GPP et qui dominent le marché mondial (6 milliards d'utilisateurs en 2014), avec notamment l'utilisation des mêmes cartes SIM, ce qui permet aux fabricants de Smartphones de concevoir plus facilement des terminaux compatibles GSM/UMTS/LTE que des terminaux mixtes 2G/3G/Wimax. Le handover (changement d'antenne) entre réseaux de générations différentes est également plus simple entre réseaux 3G existants et 4G LTE qu'avec un réseau Wimax dont le coeur de réseau et la méthode d'identification des abonnés sont différents. La norme LTE est aussi plus performante que le WiMAX mobile car, plus récente, elle a pu bénéficier de progrès techniques tels la modulation SC-FDMA sur la liaison montante; le SC-FDMA permet de diminuer la puissance crête et la consommation électrique des terminaux. Le LTE permet d'atteindre (en 2013/2014) un débit théorique crête de 150 Mbit/s contre un débit de 30 à 46 Mbit/s pour les réseaux WiMax 802.16e existants. En conséquence, le LTE domine depuis 2013 le marché des réseaux mobile 4G, chez les opérateurs (plus de 200 réseaux sont opérationnels début 2014) et auprès des fabricants de terminaux mobiles (Smartphones et tablettes).

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Figure 7 : Vitesse et mobilité des technologies en réseaux mobiles

2.1. COMPARAISON WIMAX MOBILE VS LTE

Le tableau ci-dessous présente les éléments clés d'une comparaison entre le Wimax Mobile et

la LTE. On se focalise dans cette comparaison surtout sur la couche physique

Tableau 2 : Comparaison Wimax Mobile et LTE

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Les paramètres présentés dans ce tableau montrent que les deux technologies présentent quasiment les mêmes caractéristiques. Par contre, au niveau du marché, il existe une différence que ce soit dans le temps d'apparition ou de la License. Malgré son manque de maturité, le Wimax Mobile se montre comme le premier à faire son apparence sur le marché alors que le LTE vient d'être plus ou moins standardisé. Suite à cette observation, on peut conclure que les fournisseurs de services mobiles ont tendance à choisir le Wimax Mobile en considérant bien sur sa disponibilité mais n'empêche que la plupart des grands fournisseurs utilisant actuellement l'UMTS/HSPA opteront pour le LTE.

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3. CHIFFRES ET CONCLUSION

La LTE semble prendre l'avantage dans cette bataille avec le WIMAX:

? on estime un taux annuel moyen de croissance de 404 % entre 2010 et 2014, pour atteindre les 136 millions d'abonnés fin 2014

? 27 operateurs se sont publiquement engages à déployer la LTE, dont 12 comptent lancer une offre commerciale en cette année (verizon aux USA)

? en France l'ARCEP a lancé une consultation publique en mars dernier au sujet de l'attribution de deux fréquences :

? la bande 2,6 ghz actuellement utilisée par le ministère de la défense sera libérée

? la bande 800 mhz utilisée par l'audiovisuel et l'armée sera libérée très rapidement

D'autre part, le WIMAX est déjà déployé dans quelques pays par exemple:

? aux usa : sprint lance son offre commerciale de connexion mobile haut débit par wimax. baptise wimaw xohm, il promet un débit

descendant de 2 a 4 Mbits/s -> 30$ par mois offre complète

? en Europe : worldmax déploie à amsterdam le premier réseau commercial mobile

WIMAX d'Europe -> accès illimite haut débit a 20 euros par mois

En conclusion, le choix de la technologie reste un choix économique et stratégique pour les différents opérateurs vue que la technologie est quasiment la même d'un point de vue technique.

4-ANALYSE DE PERFORMANCE DES RÉSEAUX QUI DISTRIBUENT LA 4G AU BENIN

La technologie 4G étant récente au Benin, il faut quand même analyser ces performances afin de savoir ce qui manque pour la rendre meilleur et /ou corriger les insuffisances liées aux équipements de déploiement mais aussi a la qualité et la connexion offerte aux abonnés.

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4.1-Procédure de test de qualités de service sur les réseaux 4G au Bénin

Pour se fait on a acheté des SIMs qui sont adapter à la 4G de deux opérateurs de réseaux mobiles de notre pays notamment MTN et BENIN TELECOMS SA que nous avons inséré dans un Smartphones LG OPTIMUS G PRO qui est compatible a la technologie 4G , mais aussi dans une tablette SAMSUNG qui est également configurer a cet effet

Donc a l'aide d'un logiciel (NPERF) de calcule de qualités de services (avec une légère marge d'erreur suivant le moment de la journée ou le test a été effectué mais également en tenant compte de l'environnement ou cela s'est déroulé

4.2-Test de connexion par le logiciel NPERF

4.2.1Comment fonctionnent les tests nPerf ? ? Mesure des débits

Le test de débit repose sur le téléchargement de données incompressibles avec plusieurs connexions simultanées afin de saturer votre connexion pendant quelques secondes pour en mesurer le débit avec précision. Le débit crête correspond à la moyenne de 30% des échantillons les plus élevés (50% pour le débit montant). Le débit moyen est calculé après avoir écarté 5% des échantillons les plus bas et 5% les plus élevés.

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Figure 10 : Test de mesure de débits 4G du réseau de

Benin Telecom

Figure 10 : Test de mesure de débits 4G du réseau de MTN

? Modes TCP/HTTP

Le test nPerf effectue en priorité un test en mode TCP, ce mode est plus performant car il établit des sockets directement sans passer par le navigateur. Pour utiliser le mode TCP, vous devez pouvoir accéder aux services distants sur ports 8080 et 8081 TCP. Si le mode TCP n'est pas possible (port 8080 & 8081 bloqués), le test s'effectue en mode HTTP. Dans ce cas les requêtes passent par le navigateur. Cela fonctionne bien pour les débits jusqu'à 100 Mb/s mais au-delà ce mode atteint ses limites.

? Mesure de la latence

Le test de latence consiste à mesurer le temps que met un petit paquet de données pour atteindre le serveur puis pour revenir vers votre terminal. Il est effectué dix fois. Il en ressort un minimum, une moyenne et la gigue (variation maximum entre les mesures).

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Figure 11: Résultats complet du test de connexion par le logiciel NPERF (MTN)

Figure 12: Résultats complet du test de connexion par le logiciel NPERF (Benin Telecoms

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4.3- Analyse des Résultats du test de connexion par le logiciel NPERF

Des résultats obtenu on peut se rendre déjà compte que la connexion internet que la 4G de MTN offre par rapport a celle de Benin télécoms est nettement meilleure suivant les différentes heures de pointe auxquelles nous avons réalisés ces différents tests. Mais nous tenons a dire que ces résultats ne sont juste que des déductions d'une application avec une marge d'erreurs

En réalité il résulte de notre test que

? la vitesse de réception téléchargements du réseau MTN est de 6.11MBPS contre 3.33MBPS de BENIN TÉLÉCOMS ce qui est presque le double

? la vitesse d' envoie ou de chargement du réseau MTN est de 1.16MBPS contre 0.41 pour BENIN TELECOMS

? la latence avec le réseau MTN est de 419MS contre 855MS de BENIN

TELECOMS

? la lecture des vidéos en streaming est plus facile sur la connexion 4G de MTN, ce qui est pas le cas du chargement des pages de navigation on en conclue avec ces résultats que la connexion 4G au Benin n'a pas encore atteint le seuil espéré qui doit être normalement 100MBPS même si pendant mon stage a Benin télécoms la connexion filaire tutoyais les 10MBPS.

5-RÔLE DE L'AUTORITÉ DE RÉGULATION DE LA

TÉLÉCOMMUNICATION DANS LA COUVERTURE DES RÉSEAUX 4G

5.1-les obligations de déploiement des opérateurs 4G en France

L'ARCEP a publié le 3 décembre 2015 son premier rapport sur l'effort d'investissement des opérateurs mobiles. Ce rapport vise à rendre annuellement compte de l'état de la connectivité mobile de la France et s'inscrit dans une démarche de transparence de l'Autorité. Ce rapport a vocation à être enrichi au

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fil des publications afin de répondre au mieux à l'évolution des usages, des technologies et aux défis de l'hyper connectivité mobile. Il permet notamment d'assurer un suivi du déploiement des opérateurs mobiles, relativement à leurs obligations, que cela soit en 2G, 3G, 4G ou encore dans les communes du programme " zones blanches ". Le calendrier ci-dessous résume les obligations de déploiement prévues par les licences des opérateurs 4G dans les bandes 700 MHz, 800 MHz et 2,6 GHz. Il s'agit des obligations imposées aux opérateurs mais ceux-ci peuvent déployer plus vite, ce qu'ils feront vraisemblablement.

Figure 13:-Les obligations de couverture des opérateurs titulaires de fréquences 4G

Figure 14 : Obligation de couverture des axes de transport des operateurs titulaires de fréquences 4G

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5.2-Les actions de l'ARCEP

Avec l'ouverture par Free Mobile de son réseau 4G le 3 décembre 2013, chacun des quatre opérateurs de réseaux mobiles peut désormais offrir le très haut débit mobile à ses clients.

Les réseaux 4G sont déployés en utilisant les fréquences attribuées par l'ARCEP, fin 2011, dans les bandes à 800 et 2600 MHz. Tous les opérateurs ont des fréquences dans les deux bandes, sauf Free qui n'en a que dans la bande 2,6. Bouygues Telecom a, de plus, été autorisé par l'ARCEP, en mars 2013, à réutiliser en 4G ses fréquences dans la bande à 1800 MHz, initialement destinées à la 2G. Les sociétés SFR et Orange France disposent de la possibilité de demander à tout moment que leurs autorisations dans la bande 1800 MHz soient elles-aussi étendues à la 4G.

A ce jour, la couverture 4G sur le territoire qui s'accroit rapidement n'est toutefois pas encore aussi étendue que celle en 2G et 3G, et des disparités existent d'un opérateur à l'autre. Conformément au cadre réglementaire, les opérateurs publient des cartes de couverture 4G sur leurs sites internet, afin d'informer les utilisateurs des zones couvertes. Ils prennent également en charge financièrement la réalisation, sous le contrôle de l'ARCEP, d'enquêtes annuelles destinées à vérifier la fiabilité de ces cartes.

5.3-Le déploiement des réseaux

Le développement des 4G est amplement engagé, aussi bien en termes de déploiements des réseaux des opérateurs qu'en termes d'adoption par les utilisateurs. Le déploiement des réseaux 4G s'est en effet réalisé à un rythme largement supérieur à ce qui avait été observé en 2G et 3G. Il permet à une grande partie des Français de bénéficier du très haut débit mobile. En juillet 2015, Orange couvrait ainsi, avec son propre réseau 4G, 76% de la population, Bouygues Telecom 72%, Free Mobile 52%, et, enfin, SFR, 39% (1).

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Figure 15

CONCLUSION GENERALE

Durant ce travail on a pu constater que les générations de téléphonie mobile ont été développées pour garantir de meilleure performance en particulier les Qualités de Services, tout a en apportant de nouvelles applications, de nouveaux services, ainsi qu'une meilleure gestion. De nos jours la dernière génération est la 4G pas encore mis en oeuvre dans le monde entier, mais a fait ses preuves et est connu comme la meilleure génération existante permettant le très haut débit ainsi qu'une interopérabilité avec les autres réseaux d anciennes générations (3G, 2G,)

Le but de cette nouvelle technologie est de rendre les réseaux d'accès plus performants en augmentant notamment les débits de communication afin de rendre les communications plus aisées. Cependant on a pu constater à travers les informations collectées et les mesures réalisées que dans la pratique, les performances réelles des réseaux sont souvent très en dessous des standards définis pour ces technologies. Néanmoins, on note une amélioration par rapport aux

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anciennes technologies. Mais on continue toujours de ce demander si les operateur pourrais avec les politiques qu'ils adoptent actuellement en Afrique et surtout au Benin couvrir une bonne couche de la population parce que cela demeure le plus grand problème que rencontre la 4G dans notre pays.

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WiMax : définition, fonctionnement et applications possibles

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