Memoire Online - Etude des scénarios de clustering des réseaux 4G de TT pour la migration vers une architecture 5G Cloud-RAN

République Tunisienne
Ministère de l'Enseignement
Supérieur, de la Recherche
Scientifique et de la Technologie

Pour l'obtention d'un Mastère Professionnel en Technologies des Réseaux de
Télécommunications
Option: Techniques avancées dans les réseaux
Intitulé :

Etude des scénarios de clustering des réseaux 4G de TT pour la migration vers une architecture 5G Cloud-RAN

A mon père Abderrahmane, en signe d'amour, et de gratitude
Pour tous les soutiens et les sacrifices dont il a fait preuve à mon égard.

A tous les gens qui ont cru en moi et qui me donnent l'envie
D'aller en avant, je vous remercie tous, vos
Encouragements et votre soutien me donnent la force de continuer.
A tous ceux que j'aime Merci !

C'est avec grand plaisir que je réserve cette page en signe de gratitude et de profonde reconnaissance à tous ceux qui m'ont aidé à réaliser ce modeste travail. Mes plus vifs remerciements à tous l'équipe professionnel de de la Société « Tunisie Télécom » de leur chaleureux accueil, leurs multitudes d'aides avec une grande sincérité et gratitude. Je vous souhaite beaucoup de réussite et une bonne continuation pour vos projets à venir !

Gentillesse et ses bonnes explications et conseils qui n'a épargné aucun effort pour contribuer à la réussite de mon travail.

Durant ce stage de 6 mois, j'ai eu l'occasion d'être associé à votre travail et d'acquérir de nouvelles connaissances et compétences.

Merci également par le temps, l'attention que vous m'avez consacrée tout au long de ce stage et surtout l'apprentissage de travail à distance par les meets.

Je tiens à remercier les membres du jury, qui ont acceptée d'évaluer ce modeste travail. Ensuite, j'aimerais particulièrement exprimer ma profonde gratitude à mon encadrante de la Faculté des Sciences de Bizerte, Dr Soumaya Hamouda qui n'a pas hésité à me communiquer et transmettre son expertise pour mener à terme ce projet dans de bonnes conditions.

Ma reconnaissance s'adresse enfin, à tous mes enseignants, qui m'ont formé tout au long de ces deux années à la Faculté des Sciences de Bizerte et spécialement une autre foi à notre coordinatrice Mme Soumaya HAMOUDA qui m'as recommandé à Tunisie Télécom.

3.2 Distinction entre intelligence artificiel, machine Learning et deep Learning 81

Figure 24.Modes de déploiement autonome (a) et non-autonome (b) du réseau 5G 46

Tableau 1Exemple d'un bilan de liaison équilibre (cas d'une cellule 2 w avec diversité d'antennes à

la BS) 13
Tableau 2Exemple d'un bilan de liaison déséquilibre (cas d'une cellule 2 w avec diversité d'antennes

Introduction générale

Les réseaux de communication mobile ont toujours connu une évolution continue et rapide depuis leur lancement en tant que réseaux téléphoniques uniquement. D'une génération à l'autre, les services se sont multipliés et diversifiés pour inclure les données dans un premier temps puis la vidéo et de nombreux autres services au fur et à mesure.

Ce progrès a été suivi par une croissance exponentielle du nombre d'utilisateurs et des dispositifs mobiles, et par conséquence, du volume de trafic de données. Grâce aux différentes générations de réseaux mobiles, l'architecture a été et est toujours en évolution et de nouveaux mécanismes sont encore proposés pour améliorer la qualité des services et les performances pour l'intégration de nouveaux services. Le réseau d'accès radio de la 5éme génération de réseaux mobiles doit supporter des débits de données très élevés indispensables pour délivrer des services large bande améliorés, des communications à très faible latence et une centralisation des traitements et des fonctionnalités principales du réseau. Dans cette perspective, le 3GPP (3rd Generation Partenership Project) a défini les principales caractéristiques du réseau 5G dans la version R15 (Release 15) du standard.

Dans ce cadre s'inscrit notre projet de fin d'études qui consiste à chercher une bibliographique sur la planification des réseaux et les architectures Cloud, calcule du capacité et couverture des réseaux et étudier l'implémentation de l'intelligence artificiel dans le mécanisme de clustering des BBU.

4 Le premier chapitre englobe la présentation de l'entreprise d'accueil où se déroule notre stage de fin d'étude tout en précisant ses approches et ses objectifs.

4Le deuxième chapitre est consacré à la Recherche d'une bibliographique sur la planification des réseaux et les architectures Cloud-RAN/V-RAN/Open-RAN.

4Au niveau du troisième chapitre nous détailler le réseaux 5G et Développons un module pour le calcul de capacité et de la couverture 5G.

4 Dans le dernier chapitre nous Développons un module intelligent de clustering dynamique des BBU pour une formation de BBU pools s'adaptant aux variations de la charge du trafic.

Chapitre 1 Cadre du projet

Introduction

Dans ce chapitre, nous allons mettre en cadre notre projet et présenter l'organisme d'accueil qui est Tunisie Telecom tout en précisant ses activités ainsi que ses objectifs. Ensuite nous allons faire une description de notre projet afin d'expliquer son contexte et son objectif.

Notre projet intitulé "L'étude des scénarios de clustering des réseaux 4G de TT pour la migration vers une architecture 5G Cloud-RAN " est réalisé dans le cadre de présentation du projet de fin d'études en vue de l'obtention du diplôme de master professionnel en technologies des réseaux et télécommunications durant l'année universitaire 2020/2021.

Tunisie Télécom (TT) est un opérateur de télécommunications qui travaille à renforcer l'infrastructure des télécommunications en Tunisie et à améliorer le taux de couverture sur ses réseaux fixe et mobile.

Sa politique de diversification des services lui a permis d'offrir à ses clients une gamme de services au niveau de la téléphonie fixe, de la téléphonie mobile, et transmission par satellite et l'ADSL.

Tunisie Telecom a une grande position dans le marché mobile sur les dernières années, grâce à la fidélité, la mobilisation et la solidarité de son personnel, elle a pu gagner plus des points de part de marché sur le segment du mobile. Elle vise à gagner plus des parts de marché et garder la première position, qui est la sienne, de leader sur le marché mobile.

Elle a augmenté son résultat aussi bien pour le fixe que pour l'ADSL. Grâce à l'offre SMART ADSL, qui était un succès commercial, Elle est parvenue à vendre par semaine entre 2500 et 3000 abonnements, et cela dénote l'intérêt porté par ses clients à ce service, lui permettant ainsi de réaliser une reprise sur le segment ADSL et d'accroitre son taux de pénétration.

Elle a également lancé plusieurs services et plus récemment le service Rapido et celui du RBT (Ring Back Tone) trop demandé sur le marché.

Le monde évolue à une grande vitesse grâce aux nouvelles technologies numériques qui ont envahi tous les domaines: la santé, l'éducation, la sécurité...ainsi que les domaines socio-économiques.

Tunisie Telecom, étant acteur principal du secteur du numérique, doit anticiper et se positionner sur ces nouveaux services et participer à cette révolution, cette évolution de notre monde vers le monde numérique.

Elle est sur le point de mettre en place un nouveau plan de transformation qui est composé de trois axes :

- Le premier axe et le principal est celui de l'internet haut débit : Elle continue à fournir la meilleure couverture et le meilleur débit pour l'internet fixe et mobile. Elle a lancé le service Rapido, le VDSL2+ qui lui a permis de moderniser son réseau fixe et d'offrir un service unique sur le marché dédié à ses clients allant jusqu'à 100 Mb/s, un débit que l'internet mobile ne peut pas fournir, d'où son unicité sur le marché.

D'autre part, elle est sur la dernière ligne droite pour le lancement des services 5G, ce qui va permettre la création d'une nouvelle dynamique et de nouveaux services 5G; et sur ce plan Tunisie Telecom est bien positionnée nos stations sont raccordées à la fibre optique depuis très longtemps. C'est grâce à cette connectivité qu'elle pourra offrir les meilleurs services 4G, le meilleur débit et la meilleure latence,

- Le 2ème axe est l'expérience client qui demeure le plus important pour Tunisie Telecom. Le client doit être au centre d'intérêt de la société car c'est lui qui fait l'économie.

En outre, sa présence sur tout le territoire, dans toutes les régions et localités est l'atout principal de Tunisie Telecom pour assurer une meilleure proximité de ses clients et battre la concurrence par cette relation privilégiée qu'elle a avec eux,

- Le 3ème axe est le contenu, désormais très important pour Tunisie Telecom. Elle est lancée des services qui donne accès à une bibliothèque numérique riche en termes de films internationaux

mais aussi de films tunisiens afin d'attirer ses clients et les fidéliser davantage, et de renforcer la production cinématographique tunisienne.

Cette nouvelle identité et ce logo pour montrer que Tunisie Telecom est une entreprise proche de ses clients, qui se modernise, qui change et qui innove.

Comme suite à son innovation l'organigramme actuelle de l'organisation fonctionnelle de Tunisie Télécom elle est organisée comme le montre la figure

Ce stage s'est déroulé dans la direction de la berge du lac 1 de la planification, ingénierie et déploiement qui m'a permis de comprendre le coté théorique de notre sujet.

En Tunisie, le réseau cellulaires 4G est actuellement fonctionnel avec un débit maximal théorique de 300 Mbit/s en téléchargement, et de 150 Mbit/s dans l'autre sens. Les réseaux des opérateurs ne sont pas encore capables de soutenir ces débits, pas plus que les téléphones mobiles actuels. Alors le passage à la cinquième génération s'impose. Le problème qui se pose est comment planifier ce réseau tout en respectant la contrainte de coût.

En effet, la planification et l'implémentation des nouvelle technologies d'un réseau constitue l'une des tâches primordiales de l'opérateur. Elle conditionne de façon importante la qualité de service offerte aux utilisateurs.

Certes, une planification et architecture robuste, particulièrement du réseau d'accès, est nécessaire pour éviter des coûts inutiles pouvant être assumés pendant le démarrage de l'exploitation.

Pour remédier à ce problème d'installation de ces réseaux, nous détail le concept de planification et le passage ver les cloud, nous développeront un module qui calcule la capacité et la couverture de radio du réseau 4G simple et efficace et ensuite un module intelligent de clustering des BBU pour former des BBU pool.

-Développement et description un module de calcule du capacité et couverture. -Développement un module intelligent de clustering dynamique des BBU.

Conclusion:

Dans ce premier chapitre, nous avons présenté l'entreprise d'accueil, son classement à l'échelle national, sa stratégie, ses exploits et ses objectifs tout en précisant l'intérêt que lui apportera ce projet

Chapitre 2 Planification Des réseaux Et architectures Des

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. C'est dans ce cadre que s'inscrit le problème de planification des réseaux qui consiste à optimiser les couts engendres par l'installation et l'utilisation du système. Une planification bien effectuée a pour effet de réduire le temps de mise en marché, le coût des d'dépenses d'investissement ainsi que le coût des d'dépenses opérationnelles.

La planification des réseaux mobiles sont basés sur le concept de motif cellulaire. Une technique qui permet de réutiliser les ressources du réseau d'accès radio sur plusieurs zones géographiques données appelées cellule. À une cellule est ainsi associée une ressource radio (une fréquence, un code...) qui ne pourra être réutilisée que par une cellule située suffisamment loin afin d'éviter tout conflit intercellulaire dans l'utilisation de la ressource. Conceptuellement, si une cellule permet d'écouler un certain nombre d'appels simultanés, le nombre total d'appels pouvant être supportés par le réseau peut être contrôlé en dimensionnant les cellules selon des tailles plus ou moins importantes. Ainsi, la taille d'une cellule située en zone urbaine est habituellement inférieure à celle d'une cellule située en zone rurale.

Une cellule est contrôlée par un émetteur/récepteur appelé station de base, qui assure la liaison radio avec les terminaux mobiles sous sa zone de couverture. La couverture d'une station de base est limitée par plusieurs facteurs, notamment :

* le type d'antennes utilisé à la station de base et au terminal mobile ; * l'environnement de propagation (urbain, rural, etc.) ;

Une cellule est représentée sous la forme d'un hexagone ; en effet, l'hexagone est le motif géométrique le plus proche de la zone de couverture d'une cellule qui assure un maillage régulier de l'espace. Dans la réalité, il existe bien entendu des zones de recouvrement entre cellules adjacentes, qui créent de l'interférence intercellulaire.

On distingue plusieurs types de cellules en fonction de leur rayon de couverture, lié à la puissance d'émission de la station de base, et de leur usage par les opérateurs.

Les cellules macro sont des cellules larges, dont le rayon est compris entre quelques centaines de mètres et plusieurs kilomètres. Elles sont contrôlées par des stations de base macro dont la puissance est typiquement de 40 W (46 dBm) pour une largeur de bande de 10 MHz. Leurs antennes sont placées sur des points hauts, comme des toits d'immeubles ou des pylônes.

Les cellules micro sont des cellules de quelques dizaines à une centaine de mètres de rayon, destinées à compléter la couverture des cellules macro dans des zones denses ou mal couvertes. Les stations de base associées sont appelées des stations de base micro.

Les cellules pico peuvent servir à couvrir des hot spots, ou de grandes zones intérieures (indoor), tels que des aéroports ou des centres commerciaux. Les antennes des stations de base pico peuvent être placées comme celles des stations de base micro, ou au plafond ou contre un mur à l'intérieur de bâtiments.

Les cellules femto sont de petites cellules d'une dizaine de mètres de rayon, principalement destinées à couvrir une habitation ou un étage de bureaux. Elles sont généralement déployées à l'intérieur des bâtiments.

Le territoire est divisé en des cellules, chaque est desservie par une station de base. La division n'est perceptible ni par un usager du réseau fixe, ni par un usager mobile.

Un cluster ou Motif de taille K est un groupe de K cellules utilisant l'ensemble de la bande de fréquence, la distance de réutilisation D des fréquences (modèle hexagonal) est donnée par : D=v3KR avec R rayon de la cellule

Une onde peut subir plusieurs altérations : atténuation, diffraction, réflexion, diffusion, interférences (Co-canal ou canal adjacent), bruit ambiant. Les caractéristiques de propagation dépendent de la morphologie du terrain, la végétation, hauteur, combinaison nature et densité des bâtiments, conditions météo.

-Etage 1 affaiblissement de parcours ou path-loss : atténuation du signal avec la distance entre l'émetteur et le récepteur, modèle de okumara-HATA, cost231-HATA, walfish ikegami.

-Etage 2 effet de masque ou évanouissement lent (ou à grande échelle) ou shadowing : présence d'obstacles autour du récepteur, Modélisé par une variable aléatoire en log-normale.

-Etage 3 évanouissement rapide (à petite échelle) ou fast fading : les trajets multiples subis par l'onde de l'émetteur au récepteur (absence de trajet direct), Modélisé par une variable aléatoire loi exponentielle ou une loi de Rayleigh.

Le calcul du bilan des puissances reçues sur les liens UL et DL sert à l'ajustement des liaisons pour

les équilibrer, une liaison équilibrée égale la fonction symétrique du système en tout point de la

Les paramètres à ajuster pour un bilan de liaison sont les puissances démission, les gains et les

éléments tels que coupleurs, duplexeurs. Les paramètres d'un bilan de liaison considérer comme

Liaison descendante

Liaison montante

Emetteur BTS :

PeBTS = 8 W (39 dBm) LcBTS = 3.5 dB LfBTS = 3 dB GaBTS = 14 dBi PIRE = 46.5 dBm

Récepteur MS :

Sensibilité = -102 dBm

Emetteur MS :

PeMS = 1 W PIRE = 30 dBm

Récepteur BTS : Sensibilité = -104 dBm

GaBTS = 14 dBi GdBTS = 3.5 dBi LfBTS = 3 dB

Perte de propagation maximal = 148.5 dB

Tableau 1.Exemple d'un bilan de liaison équilibre (cas d'une cellule 2 w avec diversité d'antennes

Liaison descendante

Liaison montante

Emetteur BTS :

PeBTS = 8 W (39 dBm) LcBTS = 3.5 dB LfBTS = 3 dB GaBTS = 14 dBi PIRE = 46.5 dBm

Récepteur MS : Sensibilité = -102 dBm

Emetteur MS :

PeMS = 2 W PIRE = 33 dBm

Récepteur BTS : Sensibilité = -104 dBm GaBTS = 14 dBi

GdBTS = 3.5 dBi

LfBTS = 3 dB

Perte de propagation maximal = 148.5 dB

Perte de propagation maximal = 151.5 dB

Tableau 2.Exemple d'un bilan de liaison déséquilibre (cas d'une cellule 2 w avec diversité
d'antennes à la BS)

Le positionnement des stations des bases ainsi que leurs caractéristique (coordonnées GPS,

caractéristiques des antennes, plan de fréquences) sont déterminées à l'aide d'outils de

-ces outils constituent pour l'opérateur un gain important de temps et de cout, ils tiennent compte

de l'ensemble des sites (couverture des stations de base individuellement et des interférences

Avec l'arrivé de l'internet mobile et la croissance rapide du trafic de données, l'architecture traditionnelle du réseau d'accès à du mal à faire face aux exigences accrues des utilisateurs. L'idée d'installer d'autres station de bases n'est plus acceptable par peur de causer des problèmes tels que :

- Le coût pour construire, exploiter et mettre à niveau un réseau d'accès radio (RAN) devient très cher alors que le chiffre d'affaires ne progresse pas au même rythme.

- Quand il y a beaucoup de BTS dans les zones concentrées, l'utilisation moyenne de chaque BTS descend de manière signifLe C-RAN (Cloud-RAN), parfois appelé RAN-centralisé, est un nouveau paradigme pour les réseaux d'accès mobile. Il a été introduit par China Mobile Research Institute en Avril 2010 à Beijing (Chine), 9 ans après qu'il a été décrit dans les demandes de brevet déposées par des sociétés américaines.

Le C-RAN fait référence à la virtualisation des fonctionnalités de la station de base au moyen du cloud computing et qui prend en charge 2G, 3G, 4G et futures normes de communication mobiles. Le C-RAN est basé sur le concept des quatre « C » :

* Nettoyage du système « Clean ».icative bien que le coût de chaque BTS reste le même.

* Des interférences Co-canal et intercellulaires dues à la réutilisation de fréquence.

Pour surmonter ces problèmes, les opérateurs ont besoin de manière rentable de combiner plusieurs normes (GSM, CDMA, WCDMA, LTE et Wi-Fi, entre autres), des bandes de fréquences, des couches cellulaires et de solutions de réseau de transport, tout en réduisant en même temps

les latences et le taux de manipulation de données. Cela signifie que, avant tout, l'infrastructure cellulaire doit être souple et peut soutenir un déploiement et une gestion simplifiée des réseaux d'accès radio de plus en plus hétérogènes.

L'application du Cloud dans les réseaux d'accès mobiles représente la nouvelle ère du réseau mobile haut débit qui pourra répondre aux problématiques actuelles à l'aide d'un nouveau concept nommé Cloud Radio Access Network (C-RAN).

Le C-RAN (Cloud-RAN), parfois appelé RAN-centralisé, est un nouveau paradigme pour les réseaux d'accès mobile. Il a été introduit par China Mobile Research Institute en Avril 2010 à Beijing (Chine), 9 ans après qu'il a été décrit dans les demandes de brevet déposées par des sociétés américaines. Le C-RAN fait référence à la virtualisation des fonctionnalités de la station de base au moyen du cloud computing et qui prend en charge 2G, 3G, 4G et futures normes de communication mobiles. Le C-RAN est basé sur le concept des quatre « C » :

Il vise à réduire le nombre de sites cellulaires tout en conservant une couverture similaire. Contrairement aux réseaux cellulaires existants, où les ressources informatiques pour le traitement bande de base sont situées au niveau de chaque site de cellule, en C-RAN, les ressources informatiques sont situées dans un Cloud où l'infrastructure est centralisée ce qui permet de réduire les frais d'installation et de maintenance toute en offrant de meilleurs services.

L'architecture de réseau Cloud-RAN exploite une combinaison de virtualisation, de centralisation et de coordination technique, lesquels interagissent les uns avec les autres pour améliorer les performances du réseau dans une variété de façons dans le réseau.

Dans l'architecture traditionnelle, les fonctionnalités radio et de traitement bande de base sont intégrées à l'intérieur de la station de base. Le module d'antenne se trouve généralement à proximité (quelques mètres) du module radio comme représenté sur la figure au-dessus. Les câbles coaxiaux utilisés pour relier les BS entre eux présentent des pertes élevées. Cette architecture a été populaire pour le déploiement des réseaux mobiles 1G et 2G.

Dans une architecture avec tête radio distante RRH (Remote Radio Head), la station de base est divisée en une unité radio appelée RU (Remote Unit) ou RRH et une unité de traitement de signal bande de base appelée DU (Digital Unit) ou BBU (Base Band Unit), comme représenté sur la figure au-dessus. Le lien entre les deux est en fibre optique.

En C-RAN, afin d'optimiser l'utilisation des BBU fortement et faiblement chargés, les BBU sont centralisés en une seule entité appelée un pool BBU.

Selon les différents fractionnements de fonctions bande de base entre BBU et RRH, il existe deux types de solutions Cloud-RAN

Dans l'architecture C-RAN "Complétement Centralisée", Les fonctions bande de base du BTS à savoir la couche 1, la couche 2 et la couche 3 sont intégrées dans BBU.

Elle facilite la mise à niveau et l'expansion de la capacité du réseau. Elle a également une meilleure capacité pour supporter le fonctionnement multistandard et le maximum de partage des ressources ainsi elle est plus commode pour supporter le traitement de signal collaboratif de plusieurs cellules.

Son inconvénient majeur est l'exigence d'une bande passante élevée entre le RRH et le pool BBU. Dans le cas extrême, une antenne 8 TD-LTE avec une bande passante de 20MHz aura besoin d'un taux de transmission de 10Gpbs.

Dans cette solution, le RRH intègre non seulement la fonction radio, mais aussi la fonction de bande de base, tandis que toutes les autres fonctions des couches supérieures sont toujours situées dans le pool BBU. Dans ce cas, même si le BBU n'inclue pas la fonction de bande de base, il est toujours appelé BBU pour la simplicité.

L'avantage de cette architecture est la nécessité d'une bande passante de transmission beaucoup plus faible entre le BBU et RRH.

Cependant, elle a aussi ses propres insuffisances. Elle est moins souple dans la mise à niveau, et moins pratique pour le traitement de signal collaboratif pour plusieurs cellules.

Comme tout autre réseau mobile, l'architecture Cloud RAN est divisée en deux parties, une partie Fronthaul et une partie Backhaul

Le RRH (Remote Radio Head ou tête radio distante) est un réseau d'antennes intelligentes et des circuits RF placés ensemble afin de réduire les pertes de câble. Il gère également la conversion entre les données numériques et les données modulées, le filtrage de fréquence, l'amplification de puissance et transmis les signaux vers le mobile adéquat.

Le RRH est déployé dans les sites cellulaires et souvent installé sur des poteaux ou des toits des bâtiments avec seulement une batterie de faible consommation d'énergie afin d'optimiser le coût de construction.

Il représente Le réseau de transport optique à large bande et à faible latence qui relie le pool BBU aux RRHs. Il coexiste plusieurs interfaces propres à ce réseau telles que CPRI (Common Public Radio Interface), Open Base Station Architecture Initiative (OBSAI) et Open Radio equipment Interface (ORI).

L'interface souvent utilisée pour jointer le pool BBU au RRHs est la CPRI. Elle prend en charge la version numérique du signal bande de base analogique. En d'autres termes, le signal bande de base complexe est échantillonner, puis quantifiés et transmis dans une structure de trame spécifique. Ce flux doit être transmis avec une faible latence, une faible gigue et une contrainte de synchronisation.

La capacité requise du CPRI est de l'ordre de 10 Gbps, avec des distances allant jusqu'à 40 km entre le RRH et BBU. Un certain nombre d'options de transport CPRI sont valables pour la nouvelle architecture C-RAN. En fonction de la latence, la gigue, le coût et la distance, le mode approprié de transport est défini. Les options disponibles sont :

Elle peut être une option intéressante pour les scénarios impliquant la disponibilité d'une grande base des fibres installées. Le coût du déploiement des nouvelles fibres limite l'applicabilité de cette option.

L'OTN apporte des méthodes bien connues de la correction d'erreur et peut augmenter la portée des réseaux optiques métropolitains. L'utilisation de l'OTN pour le transport CPRI exige des considérations de prudence comme la latence élevée dans le système.

Le PON est une option potentiellement intéressante pour le transport CPRI dans les zones à fort trafic où le déploiement des petites cellules (Small-Cell) est plus susceptible à se produire. En raison de la nécessité de mettre des dispositifs de séparation optiques pour séparer et collecter des signaux optiques, le PON est vulnérable à la latence supplémentaire et la perte de puissance, ce qui réduit encore le rayon de la cellule et affecte de façon directe la couverture du réseau et rend difficile l'isolement des pannes.

Pour les courtes distances (1 km ou moins), le transport FH est vu comme une option possible. La distance est limitée à cause des interférences et les exigences de la bande passante et de la visibilité directe.

L'utilisation d'une telle option n'est pas souhaitable car elle s'avère très couteuse pour ce genre de transport. Dans ce type de lien, les données ne sont pas envoyées en continu, mais en discret comme dans une trame Ethernet 802.3.

Pour répondre aux exigences de latence et da la gigue, le CoE exige parfois des liens Ethernet dédiés entre les extrémités, aussi des capacités de surveillance Ethernet intégrées pour maintenir ces exigences strictes qui ne sont pas incorporées dans la norme CPRI.

WDM représente une bonne option grâce aux offres liées à ces caractéristiques pour ce type de transport. En particulier, le CWDM (Coarse Wavelength-Division Multiplexing) prend en charge les délais de propagation faibles et le débit élevé des données, tout en étant un choix économique.

C'est la partie située entre le Fronthaul et le réseau coeur Ip/Mpls (EPC), elle est composée essentiellement de :

Un pool BBU (une pile BBU) est un cluster virtuel composé de processeurs programmables de hautes performances apte à la technologie de virtualisation en temps réel tel que le processeur GPP (general purpose processors).

Le pool est partagé entre plusieurs RRH distants placés sur les sites cellulaires afin de les gérés et les contrôlés. L'interface X2 (souvent désigné par X2+) organise la communication inter-cluster (inter-pool). Il est responsable des principales fonctions de traitement bande de base telle que : le codage, la modulation...

L'architecture Cloud-RAN permet ainsi aux opérateurs une grande souplesse et rapidité dans le déploiement de leur réseau.

Pour étendre la couverture ou améliorer la capacité du réseau, l'opérateur n'a qu'installer des nouveaux RRH et les connecter au pool BBU.

Si la charge du réseau se développe, l'opérateur n'a besoin que de mettre à niveau le pool BBU pour accueillir le traitement de la capacité accrue.

En faisant de la RRH une unité active capable de convertir de l'analogique au numérique, les opérateurs peuvent désormais placer de nombreux BBU en un point géographique unique tout en

distribuant les têtes Radio à distance (RRU) en fonction des plans la fréquence radio (RF) (planification).

Le concept de C-RAN est basé sur une architecture orientée services ce qui permet une gestion de contenu des services Cloud. L'objectif est de servir les terminaux et les opérateurs avec une meilleure performance du réseau. La structure logique proposée est illustrée, qui se compose de trois plans : physique, contrôle et service.

Basé sur les derniers développements du cloud computing et des techniques SDR (Software Defined Radio), le C-RAN est capable d'utiliser des processeurs d'utilisation universelle GPPs (general-purpose processors) avec des techniques multi coeurs et multithread pour mettre en oeuvre une bande de base virtualisée et centralisée en plus des protocoles de traitement, telles que la couche physique et la couche MAC (medium access control).

Afin de réduire la consommation d'énergie et d'améliorer la capacité de traitement, des accélérateurs matériels sont utilisés pour des tâches de calcul intensif dans le C-RAN comme les turbo décodeurs, FFT (Fast Fourier Transform), et décodeurs MIMO.

Dans le pool-BS virtuel, chaque BS peut être desservie par plusieurs noeuds GPP (general-purpose processors) et plusieurs accélérateurs. La couche physique et MAC d'une même BS peuvent fonctionner sur différents noeuds GPP.

Afin de faciliter la planification dynamique des ressources de calcul et des accélérateurs pour les stations de base virtuelles, certains schémas de la topologie sont nécessaires pour l'interconnexion entre les processeurs du même BS et les BS du même rack ainsi entre les différents racks. Les interconnexions sont censées d'être avec une bande passante élevée, une faible latence et un faible coût.

La totalité du RAN est censée être mis en oeuvre dans un centre de données (Data center), qui est principalement composé par des GPP et des accélérateurs. Après avoir reçu les signaux venus du réseau de transmission optique OTN (Optical Transport Network), les GPP et les accélérateurs de coordonnées ont pour objectif d'effectuer des tâches de traitement du signal telles que le décodage du canal, le démultiplexage et transformée de Fourier rapide (FFT).

Ce plan met en oeuvre des fonctionnalités basées sur le plan physique sous-jacent, et soutient le plan de service. Ce plan contient principalement le module de gestion de ressources RMM (resource management module) et le module de maintenance des services SMM (service maintenance module).

Ce module prend en charge les ressources radio disponibles et les ressources de calcul coté réseau

et coté de terminal mobile pour réaliser une meilleure qualité de service, une mobilité

Ce module prend en charge les services disponibles au niveau du réseau, ainsi que la négociation

et la réalisation des services entre les fournisseurs de réseaux et les consommateurs finaux. Il est

Ce plan représente une plate-forme où les services fixes et mobiles sont fournis et gérés par les

acteurs des télécommunications et TIC. Les abonnés obtiennent les services à partir du cloud

comme si elle est une boîte noire, tandis que chaque service peut être pris en charge par plusieurs

RAT (radio access technology) simultanément. Ce plan comprend une bibliothèque évolutive de

services basés sur le réseau pour fournir des services voix, données et applications multimédias

L'architecture de C-RAN permet d'installer un grand nombre des têtes radio distantes RRH dans une zone géographique étroite. Pour cela elle doit utiliser des méthodes d'accès très sophistiqué afin d'accueillir le nombre accru des utilisateurs de données mobile toute en évitant les interférences entre les sites cellulaires.

La TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access) est une technique de transmission pour la téléphonie mobile, dite de troisième génération (3G), développée par la Chine. Elle avait pour but de concurrencer les normes déjà bien installées dans le monde de la téléphonie mobile telles que la WCDMA ou la CDMA 2000 et d'éviter les dépendances aux technologies occidentales.

L'un des éléments clés du TD-SCDMA est le fait qu'elle utilise un TDD, cela lui permet d'équilibrer l'échange entre les liaisons montantes et descendantes pour tenir compte des différents niveaux de transfert de données. Il présente également des avantages en termes d'utilisation du spectre non apparié, l'efficacité du spectre pour certaines charges, et elle ne nécessite pas de duplexeurs coûteux dans les mobiles pour permettre une transmission simultanée sur la liaison montante et descendante.

La TD-SCDMA est capable de supporter des services IP, et elle a été conçue pour intégrer de nouvelles technologies telles que la détection conjointe, des antennes adaptatives, et l'allocation dynamique de canal.

Comme avantage supplémentaire, la TD-SCDMA utilise le même RAN que celui utilisé pour l'UMTS. De cette façon, il est possible de faire fonctionner TD-SCDMA aux côtés de l'UMTS, et ainsi

Long Term Evolution Time-Division Duplex (LTE-TDD), aussi appelé Time-Division à Long Terme Evolution (TD-LTE), est l'une des technologies utilisée dans la 4G pour la transmission des données mobiles. Elle permet d'utiliser la même fréquence dans le sens montant et descendant de la communication (UL et DL) en alternance temporelle entre les deux.

La TD-LTE utilise la bande 1850 MHz à 3800 MHz, l'accès à cette bande est facile et moins cher, mais peut engendrer une interférence cellulaire due aux utilisations de la même fréquence dans les deux sens de communication ce qui rend difficile le déploiement de cette technologie malgré ces nombreux avantages.

L'arrivé du C-RAN qui comporte des techniques de gestion efficace des interférences tel que CoMP nous a permis de bénéficier des avantages du TD-LTE pour augmenter la capacité du réseau.

L'architecture du C-RAN permet l'utilisation des techniques NFV (Network Function Virtualization) et des capacités de traitement des centres de données (Data center) telles que la coordination, la centralisation et la virtualisation dans les réseaux mobiles. Cela a permet la mise en commun des ressource, l'évolutivité (extension plus souple de la capacité du matériel), la couche interfonctionnement (couplage serré entre la couche d'application et le RAN) et une meilleure efficacité spectrale.

Les termes de virtualisation et de cloud sont souvent utilisés de manière interchangeable. Ils fonctionnent bien ensemble dans de nombreux cas, y compris dans un contexte de RAN. Cependant, chaque concept apporte des choses différentes à la table.

En général, la virtualisation du réseau d'accès RAN impose un grand nombre des exigences de synchronisation qui assurent l'exécution des protocoles d'accès radio en quelques microsecondes, et dans certains cas, en quelques nanosecondes. Ainsi, la fonctionnalité du RAN n'est pas facilement hébergée par un modèle virtualisé PaaS (platform as à service), comme cela est possible avec des applications simples et les fonctions de type serveur.

D'autre part, il n'est plus besoin de virtualiser toutes les fonctionnalités du RAN pour fournir les avantages du Cloud RAN. La virtualisation comme technique d'exécution de l'environnement peut être utilisée pour assurer l'isolation, l'évolutivité et l'élasticité, ainsi que pour la couche de protocole RRC (Radio Ressource Control). Lorsqu'elle est appliquée de cette manière, la virtualisation peut être utilisée pour simplifier la gestion et le déploiement des noeuds radio. 1.5.2 Centralisation dans le C-RAN

La centralisation du traitement des stations de bases avec le C-RAN simplifie la gestion du réseau et permet la mise en commun (pooling) et une meilleure coordination des ressources radio.

Le Pooling, ou le multiplexage statistique, offre une plate-forme d'exécution pour effectuer les mêmes tâches avec moins de matériels et de capacité. Ceci est le plus grand intérêt pour des tâches qui nécessitent un grand nombre de ressources de calcul. Cela signifie également que la configuration la plus souhaité du pooling est une approche en bande de base entièrement centralisée avec une connexion en étoile CPRI entre la bande de base mis en commun et les têtes radio distantes (RRH) distribuées. Ceci est parce que le traitement effectué au niveau des couches inférieures constitue une grande partie de l'effort de calcul.

La coordination radio entre les cellules et les bandes est utilisée pour maximiser l'efficacité spectrale et l'expérience de l'utilisateur. Il est prévu qu'il y aura un besoin de différentes largeurs de bandes de cellules dans différentes bandes, ainsi que le déploiement des réseaux de plus en plus hétérogènes, ce qui fera un interfonctionnement plus étroit entre les technologies et les couches cellulaires pour assurer une expérience transparente aux utilisateurs.

La coordination centralisée permet de simplifier et d'optimiser les performances du réseau, y compris handover, agrégation de porteuses et la gestion des interférences.

Le réseau coeur du C-RAN va être totalement différent des autres backbone des autres architecture réseau car le réseau d'accès a connu un changement radical vu la naissance d'une nouvelle entité qui n'existait pas avant (le pool BBU) Des recherches sont en cours en ce moment pour définir une architecture bien spécifique et surtout qui permet de répondre le plus possible aux exigences du CRAN. Certaine architecture a été proposé dans ce contexte mais ça reste des propositions et non pas une architecture standardisée tel que :

- Backbone basé sur le modèle SDN : le Software-Defined Networking ajoute un niveau d'abstraction aux fonctionnalités des équipements réseau (commutateurs, routeurs,) afin de pouvoir les gérer de façon globale.

- Le réseau coeur se basera aussi sur les principes de la virtualisation et la centralisation et aura une architecture en Cloud.

Etant donné que dans le C-RAN les stations de base sont centralisées dans un lieu commun, le nombre de sites de cellules peut être réduit par un facteur de 10. Ainsi, la climatisation et d'autres équipements consommateurs d'électricité sur le site peuvent être considérablement réduits.

Etant donné que dans le C-RAN tous les BBUs et les équipements d'assistance d'une grande région sont co-localisés dans un centre de données (data center) commun, il est beaucoup plus facile et rentable pour la gestion centralisée, l'exploitation et la maintenance par rapport au RAN traditionnel.

Les fonctionnalités des RRH dans l'architecture C-RAN sont beaucoup plus simples, ce qui réduit à la fois leur taille et leur consommation d'énergie de sorte qu'ils peuvent être installés sur les toits des bâtiments avec un minimum de gestion. En outre, les RRH ont besoin seulement de l'installation des systèmes d'antenne et une alimentation auxiliaire. Les opérateurs peuvent obtenir de grandes économies sur la location du site, l'exploitation et la maintenance, entraînant une baisse des OPEX (operational expenditure) (-50%) et capital expenditure) (-15%).

Avec l'intégration de BS dans un pool BBU centralisé, les BBUs du même pool peuvent communiquer entre eux avec des vitesses de l'ordre de Gbps et des faibles latences. Les communications à haut débit entre les stations de base peuvent apporter un plus pour prendre des décisions optimales et d'exploiter pleinement le potentiel des techniques de coopération afin d'améliorer la capacité et l'efficacité spectrale pour cela la technologie Cooperative Multipoint Processing (CoMP dans LTE-Advanced), peut facilement être mise en oeuvre au sein de l'infrastructure C-RAN.

L'architecture C-RAN peut gérer efficacement le trafic de données non uniforme en raison de la capacité d'équilibrage de charge dans le pool BBU distribué. A titre d'exemple, en raison de la

mobilité des utilisateurs, le RRH serveur peut changer dynamiquement, tandis que le BBU serveur est toujours dans le même pool BBU.

Agrégation des fonctionnalités de bande de base en C-RAN fournit maintenant un port central pour le déchargement de la circulation et de gestion de contenu pour gérer la croissance du trafic Internet à partir des smartphones et autres appareils portables. Ceci réduit le trafic Backhaul et le trafic du coeur de réseau ainsi que la latence et la gigue, toute a conduit vers une meilleure qualité pour utilisateur.

L'opérateur doit installer seulement des nouveaux RRHs et les connecter au pool-BBU pour étendre la couverture du réseau ou diviser la cellule pour améliorer la capacité. Donc si la charge du réseau augmente, l'opérateur n'a besoins que de mettre à niveau le pool-BBU pour accueillir la capacité accrue de traitement.

En plus afin d'ajouter des nouvelles normes, ils n'ont pas besoin de remplacer l'équipement. À l'inverse, il suffirait ajouter un nouveau BBU dans la plate-forme.

Un réseau d'accès radio virtuel (vRAN) est un type de RAN dont les fonctions de mise en réseau sont séparées du matériel sur lequel il s'exécute. Les plans de contrôle et de données du vRAN sont également séparés dans le cadre de la virtualisation.

?Un VRAN (réseau d'accès radio virtuel) cherche à surmonter cet obstacle en remplaçant le matériel coûteux par la technologie de virtualisation des fonctions réseau (NFV) . Le vRAN virtualise les fonctions d'un RAN traditionnel et les propose sur des plateformes cloud flexibles et évolutives , réduisant considérablement les CAPEX et les OPEX, tout en ajoutant des fonctionnalités de gestion intelligentes telles que des services intelligents de surveillance et d'automatisation. Cela permet aux réseaux de télécommunications de prendre en charge les exigences de performances et les scénarios d'utilisation de l'ère 5G. Cela ouvrira également un

nouveau champ de méthodes de communication jusqu'ici inexplorées, où de nouveaux acteurs et développeurs peuvent trouver des opportunités en plein essor en dehors de l'architecture de communication traditionnelle.

- Nous besoin d'utiliser le VRAN car il est particulièrement important à l'ère de la 5G, car il offre aux administrateurs réseau une meilleure vue d'ensemble et un meilleur contrôle de l'architecture du réseau, tout en réduisant les CAPEX et les OPEX liés à l'achat et à la maintenance de tant de matériel. L'évolutivité et les fonctionnalités de gestion intelligente d'un réseau virtualisé sont également importantes, car de plus en plus d'appareils mobiles téléchargent une quantité toujours croissante de données, tandis que des applications innovantes comme l'Internet des objets (IoT) établissent le monde intelligent connecté de demain.

Dans l'architecture des réseaux VRAN, Les NodeB sont occupée par des RRU se sont des unités radio distante au sein d'un système de station radio de base peut inclure un module de préfixe cyclique (CP) avec un additionneur de CP pour le traitement de canal de liaison descendante et un éliminateur de CP pour le traitement de canal.

La partie intermédiaire entre les RRU est le cloud défini par des fibre optique (Ethernet over Fiber) et des routeurs d'acheminement cette partie a pour un rôle de transmettre les informations entre les stations de base let les centre de traitement, caractérisée par un hôte vitesse et grande bande

passante. La partie de traitement se sont des machines virtuelles relue entre eux dans le cloud.

Les technologies de virtualisation donnent aux administrateurs réseau le contrôle et la visibilité sur le réseau. Les réseaux définis par logiciel (SDN) sont des exemples de réseaux virtualisés présentant ces avantages. Les avantages du contrôle à distance et de la visibilité améliorée incluent l'augmentation de la disponibilité du réseau, car les problèmes peuvent être identifiés et corrigés plus tôt. Les fournisseurs de RAN peuvent également bénéficier de la technologie vRAN, car ils peuvent choisir d'utiliser des COTS génériques moins chers pour leur matériel réseau. Parfois, dans l'informatique, lorsqu'une industrie adopte une architecture virtualisée, le matériel propriétaire n'est plus une nécessité et le verrouillage du fournisseur n'est plus une évidence. Ce n'est pas autant le cas dans l'industrie RAN, puisque la poignée de fournisseurs qui dominent l'industrie n'ont pas d'infrastructures interopérables.

La virtualisation RAN est requise pour les réseaux 5G, car la nouvelle génération exige plus de visibilité, d'automatisation et d'adaptabilité que les RAN matériels ne peuvent pas fournir. La capacité de faire évoluer et d'ajuster intelligemment le réseau aux conditions changeantes est importante lorsque les demandes sur les réseaux 5G augmentent à la fois de la part des utilisateurs de téléphones mobiles et, plus important encore, des appareils de l' Internet des objets (IoT) . Le nombre d'appareils IoT augmente. Et parce que de nombreux appareils sont interconnectés les uns avec les autres et avec le réseau plus vaste, les données sont générées et transmises à d'immenses volumes.

Il est important pour les administrateurs réseau de pouvoir mettre à jour un vRAN à distance, car cela permet des améliorations à mesure que la technologie évolue. Par exemple, les administrateurs réseau peuvent améliorer l'utilisation des ressources et les connexions réseau en téléchargeant de nouveaux algorithmes et du code sur le vRAN. La mise à jour d'un RAN est également un élément clé des RAN 5G, car les technologies des composants impliqués devraient changer au cours des prochaines années.

La solution Open vRAN de Mavenir est la première architecture Open RAN Split 7.2 virtualisée et entièrement conteneurisée au monde. Il exploite les interfaces ouvertes, la virtualisation et la conteneurisation à l'échelle du Web pour prendre en charge divers scénarios de déploiement, notamment le cloud privé, hybride et le cloud public, qui devraient permettre de réaliser près de 40 % d'économies de coût total de possession sur 5 ans. L' architecture Open RAN évoluée , conçue avec des techniques de virtualisation natives du cloud, permet au RAN de s'adapter et de s'adapter en fonction de l'utilisation et de la couverture. Le cloud computing déplace les fonctions réseau des plates-formes matérielles dédiées vers des composants logiciels virtualisés pouvant être implémentés sur du matériel, qui peuvent être regroupés dans des centres de données centralisés.

Il primée de Mavenir apporte une agilité commerciale accrue avec une élasticité du réseau et une flexibilité de déploiement optimisée par l'automatisation utilisant le meilleur de sa catégorie AI/ML pour couvrir tous les cas d'utilisation de déploiement de Green Field, Brownfield, FWA, eMBB, Industrial IoT et hébergement neutre pour tous G (2G, 3G, 4G et 5G) déploiements en extérieur, petites cellules et macro.

Le réseau d'accès radio ouvert ( RAN ) est un terme désignant les normes à l'échelle de l'industrie pour les interfaces RAN qui prennent en charge l'interopérabilité entre les équipements des fournisseurs.

? L'objectif principal de l'utilisation du RAN ouvert est d'avoir une norme d'interopérabilité pour les éléments du RAN tels que le matériel et les logiciels de boîte blanche non propriétaires de différents fournisseurs. Les opérateurs de réseau qui optent pour des éléments RAN avec des interfaces standard peuvent éviter d'être coincés avec le matériel et les logiciels propriétaires d'un fournisseur. L'Open RAN n'est pas intrinsèquement open source. Les normes Open RAN visent plutôt à annuler la nature cloisonnée du marché RAN, où une poignée de fournisseurs de RAN ne proposent que des équipements et des logiciels totalement propriétaires. Les normes RAN ouvertes en cours de développement utilisent les principes et technologies du RAN virtuel (vRAN) car le vRAN apporte des fonctionnalités telles que la malléabilité du réseau, une sécurité améliorée et des coûts d'investissement et d'exploitation réduits.

Les deux organisations les plus influentes travaillant sur les normes RAN ouvertes sont le Telecom Infra Project (TIP) et l'Alliance O-RAN.

TIP a sa norme OpenRAN qui est basée sur les principes de désagrégation du matériel et des logiciels, des interfaces ouvertes et de la flexibilité. L'un de ses principaux objectifs est de créer une architecture RAN programmable et virtualisée basée sur des plates-formes de traitement à usage général.

Le travail de l'Alliance O-RAN est basé sur les principes fondamentaux d' ouverture et d'intelligence . L'ouverture permet aux plus petits acteurs du marché RAN de lancer leurs propres services ou de personnaliser leurs réseaux. La solution de l'Alliance à la complexité et à la demande croissantes du réseau consiste à adopter l'automatisation, l'intelligence artificielle ( IA ) et l'apprentissage automatique pour déployer, optimiser et exploiter le réseau.

L'Alliance O-RAN est une architecture bien documentée pour les interfaces et éléments RAN ouverts. Les éléments clés de l'architecture O-RAN de l'Alliance sont :

Cette figure montre les différentes interfaces ouvertes qui connectent le cloud ouvert, les fonctions de réseau RAN ouvert, l'unité radio (RU), les contrôleurs radio intelligents (RIC) et le coeur de réseau de nouvelle génération (NG-Core).

Le SMO comprend un tissu d' intégration et des services de données pour les fonctions qu'il gère. La structure permet aux fonctions gérées d'interagir et de communiquer au sein de l'O-RAN. Le SMO se connecte et gère les RIC, O-Cloud, l'O-CU et l'O-DU.

Un RIC non en temps réel utilise des workflows d'IA et d'apprentissage automatique qui incluent la formation de modèle, où les workflows apprennent à mieux contrôler et optimiser les éléments et les ressources RAN.

L'O-Cloud est une plate-forme de cloud computing composée de noeuds d'infrastructure physique utilisant l'architecture O-RAN. Il crée et héberge également les diverses fonctions de réseau virtuel (VNF) utilisées par les RIC et d'autres éléments d'infrastructure.

L'O-CU est un autre noeud logique qui héberge une poignée de protocoles, qui sont le contrôle des ressources radio (RRC), le protocole d'adaptation des données de service (SDAP) et le protocole de convergence de données par paquets (PDCP). L'O-CU dispose de deux éléments distincts pour gérer ces différents protocoles ; le plan de contrôle O-CU héberge la partie RRC et plan de contrôle du PDCP. La partie plan utilisateur héberge le SDAP et la partie plan utilisateur du PDCP, L'O-DU est encore un autre noeud logique qui héberge un autre ensemble de protocoles, qui sont le protocole de contrôle de liaison radio (RLC), le protocole de contrôle d'accès au support (MAC) et l'interface physique (PHY). L'O-DU utilise le protocole PHY pour communiquer avec la couche physique du réseau.

Enfin, l'O-RU traite les fréquences radio reçues par la couche physique du réseau. Les radiofréquences traitées sont envoyées à l'O-DU via une interface fronthaul. L'O-RU est le seul élément de l'architecture de l'Alliance O-RAN qui n'est pas géré par le SMO. Au lieu de cela, il est géré par l'O-DU.

Un RAN ouvert offre aux opérateurs de réseau plus de choix dans les éléments RAN. Avec un catalogue de technologies multifournisseurs, les opérateurs de réseau ont la possibilité d'adapter la fonctionnalité de leurs RAN aux besoins des opérateurs. Le verrouillage total du fournisseur n'est plus un problème lorsque les organisations peuvent sortir de l'équipement et de la pile logicielle d'un fournisseur RAN.

La virtualisation qui est un élément fondamental des normes RAN ouvertes apporte de multiples avantages. Par exemple, avec une infrastructure vRAN, les opérateurs de réseau peuvent avoir un délai de commercialisation plus rapide qu'avec une infrastructure matérielle, car apporter une nouvelle fonctionnalité au réseau peut être aussi simple que de mettre à jour à distance les VNF du réseau. De plus, avec les aspects virtualisés d'une architecture RAN ouverte décrits ci-dessus, les administrateurs réseau peuvent tirer parti de l'automatisation et d'une visibilité réseau améliorée.

Les normes RAN ouvertes donnent aux nouveaux fournisseurs d'équipement la possibilité d'entrer sur le marché. Un afflux de nouveaux fournisseurs stimulera la concurrence et, théoriquement, réduira les coûts, au profit des clients.

Certains fournisseurs existants sur le marché RAN s'efforcent de démontrer comment l'intégration d'éléments RAN conduit à une efficacité accrue, à des performances améliorées et à des latences inférieures, pour commencer. Intel et VMware travaillent ensemble pour faire progresser les RAN ouverts avec la virtualisation. Ensemble, ils développent des interfaces ouvertes programmables pour le logiciel FlexRAN d'Intel et le contrôleur intelligent RAN de VMware pour communiquer. La plate-forme résultant de cette collaboration prendra en charge toutes les interfaces de l'Alliance O-RAN.

1. Open RAN est un terme désignant les normes d'interface à l'échelle de l'industrie qui

permettent aux équipements et logiciels RAN de différents fournisseurs de communiquer.

Conclusion

A travers ce chapitre, nous avons exposé un vu sur la planification réseaux et la cloud-RAN, en présentant tout d'abord le principe de planification avec le bilan de liaison puis en présentant la concept cellulaire, modèle de propagation .la deuxième parti inclus les concepts du cloud -RAN principalement, V-RAN et l'OPEN-RAN et ces architectures en fin les avantages de l'utilisation du déférentes Cloud dans les réseaux mobiles

Chapitre 3 Le réseaux 5G capacité et couverture

Introduction

Les réseaux mobiles de 5éme génération dont la mise en service est prévue en 2020 constituent l'expression d'une maturité inégalée en matière d'objectifs technique et économiques et de technologies prévues pour l'atteinte de ces objectifs. Ils prévoient l'intégration des concepts de convergence et d'agilité et visent une unification universelle des standards et protocoles. Les propositions relatives au réseau d'accès doivent prendre en compte les spécificités du futur standard en termes d'architecture, de services, de débits et des bandes spectrales envisagées. Nous présentons dans ce chapitre introductif les principes de base de la 5G en mettant l'accent sur les objectifs, l'architecture physique et logique et les nouveaux concepts technologiques qui font de cette norme, une véritable révolution dans le domaine des communications mobiles.

Les normes de communications mobiles de 4éme génération en service depuis 2011 ont été conçues avec des objectifs bien précis en termes de qualité de service et débits supportés. Pour cela, les principaux objectifs visés par le projet IMT-Advanced (International Mobile Télécommunication - Advanced) étaient de pouvoir atteindre des débits maximums de 100 Mbit/s en mobilité à 360 km/h et de 1 Gbit/s pour les usagers stationnaires, une largeur de bande évolutive jusqu'à 100 MHz et une efficacité spectrale de 15 bit/s/Hz pour le sens descendant et 6.75 bit/s/Hz pour le sens montant. La première version du standard LTE (3GPP Release 8 et 9) sortie en 2008, était incapable d'atteindre l'intégralité des objectifs escomptés. Les versions ultérieures (LTE-A, B et C) éditées dans les Releases 10, 11, 12 et 13 ont vu l'introduction de nouvelles technologies telles que l'agrégation de porteuses, le MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output) et la prise en charge des communications de type machine (MTC, Machine-Type Communication).

Cette évolution technologique, malgré les améliorations apportées, s'est confrontée à une explosion spectaculaire du trafic, du nombre d'utilisateurs et des contenus multimédia. Dans le rapport de mobilité trimestriel de novembre 2018 publié par Ericsson, le trafic mondial a augmenté de 88% entre le dernier trimestre de 2017 et celui de 2018. Le taux de pénétration mobile est de 104% avec un total de 7.9 milliards d'abonnés dans le monde. La figure au-dessus rapporte l'évolution du trafic mondial data entre les années 2013 et 2018. A cette allure, les standards actuels arriveront à leurs limites très prochainement.

Deux principaux facteurs ont favorisé le consensus universel sur la nécessité d'une évolution révolutionnaire vers la 5éme génération de réseaux mobiles. D'une part, la demande croissante en services large bande et, d'autre part, le désir de supporter et de créer des services basés sur l'Internet des objets et les communications entre machines [3]. Il est clair que cette révolution technologique entrainera un changement radical dans la conception et la définition des objectifs du futur standard.

Le nouveau système de communication 5G promet un accès illimité à l'information, le support de technologies sans fil très performants et l'introduction de services commerciaux innovants. Le tableau au-dessus décrit les performances ciblées par le futur standard et qui sont définies dans le

projet IMT-2020 [4]. On note une augmentation considérable du débit montant et descendant et des bandes passantes pouvant atteindre 1 GHz.

Un objectif ultime de la 5G est la convergence des réseaux existants. Le réseau 5G sera un réseau hétérogène supportant une multitude de standards et permettant la configuration et la gestion automatique de nouveaux services. Un autre objectif du standard est la réduction de la consommation énergétique du système global. Cette réduction sera le résultat de l'usage extensif des outils logiciels pour l'implémentation des fonctions réseau ou pour la création et la gestion des services applicatifs.

Trois scénarios d'utilisation ont été envisagés par l'IMT-2020 [4]. Les spécificités de chaque scénario ont été prises en compte dans l'élaboration de la norme :

*Communication Large bande mobile améliorée (eMBB, enhanced Mobile Broad Band). Il s'agit du service mobile voix et data classique offert par les réseaux mobiles existants. L'amélioration envisagée portera sur les débits utilisateur, la qualité de la couverture et le support des technologies hétérogènes.

* Communication ultra-fiable à très faible latence (URLLC, Ultra-reliable and Low Latency Communications). Ce scénario couvre les applications de gestion intelligente du transport, les systèmes Véhicule-à-Tout (V2X, Vehicule-to-Everything), la télémédecine, les réseaux électriques

intelligents, etc. Ce scénario est caractérisé par les contraintes strictes sur la synchronisation, les délais de transmission et la disponibilité.

* Communication massive de type machine (mMTC, massive Machine Type Communications). Il s'agit des systèmes de collecte de données massives à partir d'un grand nombre de machines telles que des capteurs et des outils de mesure intelligents. Ces données seront utilisées pour l'aide à la décision, l'automatisation et la prédiction selon le contexte de l'application considérée. La mesure des polluants dans l'eau ou dans l'atmosphère est l'une des applications MTC dans le domaine de l'écologie.

Le 3GPP coordonne les travaux de normalisation sous les directives de l'ITU-R qui a défini les grandes lignes du projet IMT-2020. Le planning initial du projet prévoit la ratification de la 1ere version complète de la norme lors de la Conférence Internationale des Radiocommunications qui se tient en 2019. La normalisation a été réalisée en deux phases d'une durée équivalente. La 1ère phase a été achevée et publiée dans les Releases 14 et 15 en mars 2017 et septembre 2018, respectivement. La phase 2 publiée dans la Release 16.

La figure au-dessus décrit l'architecture simplifiée du réseau 5G. Les stations de base sont soit des gNB fournissant des terminaisons de protocoles du plan utilisateur et du plan de contrôle, soit des ng-eNB. Les gNB sont les stations de base 5G natives supportant les fonctionnalités radio 5G par défaut alors que les stations de base ng-eNB sont des stations de base 4G mises à niveau pour supporter les services radio 5G dans le but d'assurer une migration progressive entre les deux standards.

Les stations gNB et ng-eNB sont interconnectées via l'interface Xn. L'ensemble de ces stations constitue le réseau d'accès de nouvelle génération (NG-RAN, Next Generation-Radio Access Network). L'interconnexion des gNB et ng-eNB avec le réseau coeur (5GC, 5G Core) se fait avec les fonctions réseau AMF (Access and Mobility Management Function) et UPF (User Plan Function) du coeur à travers l'interface NG.

La fonction AMF est chargée de la signalisation non liée aux données utilisateur (mobilité, sécurité, ...). Elle supporte des terminaux utilisateurs (UE, User Equipment) avec différents profils de mobilité. L'UPF gère les fonctionnalités liées aux données utilisateur (routage de packets, QoS, reporting du trafic utilisateur...).

AMF et UPF sont les fonctions du réseau coeur qui s'interfacent avec le réseau d'accès. Les autres fonctions du réseau coeur sont représentées sur la figure au-dessus qui décrit l'architecture fonctionnelle du réseau 5G. Une brève description de ces fonctions est donnée dans le tableau après la figure.

D'un point de vue architecture, le déploiement de la 5G est prévu en deux phases représentées sur la figure au-dessus. La 1ère phase est un déploiement assisté ou non-autonome (NSA, Non-Stand Alone). Un réseau d'accès mixte LTE-ngRAN est interconnecté avec un réseau coeur LTE mis à niveau pour supporter des fonctions 5G de base (5G EPC, 5G Evolved Packet Core) en parallèle avec les services LTE (options 1 et 3). Cette architecture utilise LTE comme entité de gestion du plan de contrôle tandis que le plan utilisateur est géré par les deux standards. Cette double connectivité permettra le support des débits 5G avec une meilleure couverture LTE. Cette architecture évoluera vers un déploiement autonome (SA, Stand-Alone) où le réseau coeur est un réseau natif 5G. Cependant, les fonctions radio LTE continueront à être prises en charge (Options 5 et 7).

Pour atteindre les objectifs de la 5G, des travaux extensifs ont été menés pour proposer des solutions innovantes permettant de garantir les performances souhaitées. Ces avancées technologiques couvrent aussi bien les aspects liés à l'interface radio et à la couche réseau que ceux liés à l'amélioration de l'expérience utilisateur, la sécurité et l'efficacité énergétique du système.

L'interface radio est la partie critique de tout système de radiocommunications mobiles. La modélisation du canal évolue de plus en plus pour remédier de ses effets sur les signaux transmis. Les très hauts débits ciblés par la norme ainsi que les nouveaux scénarios envisagés nécessitent la mise à niveau des technologies radio employées dans les réseaux existants. La nouvelle interface radio appelée la Nouvelle Radio (NR, New Radio) intègre toutes les améliorations et paramétrages apportés par le standard 5G

De nouvelles techniques de modulation ont été étudiées pour l'interface radio 5G. L'OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) et ses variantes ont obtenu le consensus de la

communauté scientifique et industrielle pour leur faible complexité et leur capacité à réduire l'émission hors bande pour une meilleure optimisation du spectre [8]. Un nouveau paramétrage des formes d'ondes (numérologie) est prévu en fonction des cas d'utilisation.

Des méthodes d'accès non-orthogonales seront probablement préférées pour le multiplexage spatio-temporel des utilisateurs. La méthode SIC (Successive Interference Cancellation) est l'une des méthodes non-orthogonales sur laquelle, des améliorations sont en cours pour définir les méthodes d'accès supportées par l'interface radio 5G

Le MIMO massif est l'une des technologies prévues pour améliorer l'efficacité spectrale du système. L'idée est d'utiliser un grand nombre d'éléments d'antennes en réseau pour générer des profils de rayonnement très directifs. Cette technique est particulièrement destinée aux hotspots dans les réseaux hétérogènes où l'usage des fréquences millimétriques réduit la taille des éléments et les interférences inter-cellules. Le support de plusieurs modes de transmission, en l'occurrence FDD (Frequency Division Duplex), TDD (Time Division Duplex), et le mode flexible (structure unifiée de la trame supportant les deux modes) contribuera également à l'amélioration de l'efficacité spectrale.

La conception de l'architecture du réseau 5G repose sur la notion de fonction réseau plutôt que celle d'entité réseau. Ce nouveau paradigme basé sur le service a permis d'incorporer les outils informatiques pour la virtualisation des fonctions réseau. La centralisation des traitements logiciels avec la notion de réseau d'accès virtualisé (C-RAN, Cloud- Radio Access Network) et le découpage virtuel du réseau (NS, Network Slicing) constituent les piliers de la vision 5G.

L'implémentation du C-RAN et du Network Slicing est réalisée à l'aide de deux technologies émergentes en communications mobiles : les réseaux logiciels (SDN, Software Defined Network) et la virtualisation des fonctions réseaux (NVF, Network Virtualization Function).

Le SDN et la NVF sont des outils permettant de créer un réseau logique programmable constitué de fonctions réseaux virtualisées interconnectées par des liens logiques et implémentées sur une infrastructure physique programmable telles que des processeurs génériques de type ATCA

(Advanced Telecommunications Computing Architecture). La même infrastructure pourra donc être reprogrammée pour implémenter n'importe quelle fonction réseau désirée. Avec ces outils, les objectifs en termes de très haute capacité de traitement, de latence et de support d'un très grand nombre d'utilisateurs/objets connectés peuvent être atteints.

Le C-RAN centralise le traitement en bande de base et les fonctions des couches supérieures pour former un pool de ressources à configuration et allocation dynamique, tandis que les unités radio sont déployées de manière distribuée. Le C-RAN est donc un ensemble d'unités de traitement centralisées permettant de créer et de configurer des émetteurs/récepteurs virtuels reliées aux unités radio distantes.

L'autre nouveauté du standard qui est le Network Slicing ou découpage virtuel du réseau a pour objectif la configuration "d'une tranche" du réseau pour chaque scénario de communication au lieu de la réservation de toutes les ressources du réseau de manière statique à tous les cas d'utilisation qui ne requièrent pas les mêmes paramètres de configurations et ne sollicitent pas toutes les fonctions du réseau. Une tranche du réseau est une collection de fonctions réseau logiques configurées pour un cas d'utilisation spécifique. L'opérateur peut donc configurer des tranches de réseau de manière dynamique pour répondre à des scénarios précis du marché.

La figure au-dessus illustre le principe du Network Slicing du réseau 5G. Dans cet exemple, trois tranches sont définies dont la tranche 1 pour les communications eMBB, la tranche 2 pour les applications de conduite automatisée pour des communications machine à machine (D2D, Device to Device) et la tranche 3 pour les communications massives d'objets (mIoT, massive Internet of Things). Pour chaque tranche, une configuration spécifique du réseau d'accès (RAT, Radio Access Technology) est utilisée. Les fonctions réseau du plan utilisateur (UP, User Plan) et du plan de contrôle (CP, Control Plan) au niveau du coeur sont sollicitées différemment selon la tranche considérée.

Le NG-RAN en mode autonome est formé de stations de bases distribuées de nouvelle génération gNB au-dessus. Un gNB est composé d'une unité centrale (CU, Central Unit), et d'un ensemble d'unités distribuées (DU, Distributed Unit). Certaines fonctions de la couche physique de bas niveau peuvent être détachées du DU et implémentées dans une unité radio distante (RU, Remote Unit).

Les fonctions du gNB sont réparties en couches selon le modèle représenté sur la figure au-dessus. Cette pile protocolaire supporte les fonctions attribuées au gNB :

- Compression, cryptage et protection de l'intégrité des données utilisateur ;

- Routage des données du plan de contrôle et du plan utilisateur vers l'UPF et l'AMF ;

Les fonctions radio au niveau du gNB sont réparties entre les noeuds logiques (CU, DU et RU) afin de permettre une meilleure distribution de la charge et une optimisation des liens entre ces différentes unités. En supposant qu'un point de séparation (frontière logique entre deux noeuds du NG-RAN) peut être défini soit entre deux couches (inter-couches) soit au sein de la même couche (intra-couche), huit points de séparation ont été proposés comme indiqué sur la figure au-dessus. Le point de séparation de haut niveau (HLSP, High Level Split Point) correspond à l'interface entre le CU et le DU/RU appelée F1. L'interface entre le RU et le CU/DU est le point de séparation de bas niveau (LLSP, Low Level Split Point). L'option 2 (PDCP/High RLC) a été retenue comme point de séparation de haut niveau. Pour le point de séparation de bas niveau, le choix reste à confirmer entre l'option 6 (Low MAC/ High PHY) et l'option 7 (High PHY/Low PHY).

Notons que, pour une meilleure flexibilité, l'une ou l'autre des répartitions peut être utilisée ou les deux en même temps (répartition en cascade).

La forme d'onde du lien descendant est l'OFDM conventionnel avec préfixe cyclique (CP-OFDM, Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing) [16]. La même forme d'onde est adoptée pour le lien montant avec en option un pré-codage par transformée de Fourier discrète (DFT, Discret Fourier Transform) qui peut être activé et désactivé.

Dans l'objectif de supporter des scénarios de déploiement variés et un large intervalle de fréquences porteuses, la Nouvelle Radio supporte plusieurs espacements entre porteuses. Les espacements adoptés obéissent à la relation :

Les espacements 15 kHz, 30 kHz et 60 kHz peuvent être employés avec les fréquences porteuses en dessous de 6 GHz (FR1, Frequency Band 1). Pour les déploiements à des fréquences supérieures à 24 GHz (FR2, Frequency Band 2), les espacements de 60 kHz et de 120 kHz peuvent être utilisés.

La durée du préfixe cyclique est de 4.7 ìs pour la numérologie 0 (Äf = 15 kHz) et évolue inversement avec l'espacement entre porteuses. Une option de préfixe cyclique étendu est supportée pour la numérologie 2 (Äf = 60 kHz). Le tableau au-dessus récapitule les numérologies supportées et les configurations possibles du préfixe cyclique correspondantes à chacune d'elles.

La largeur de bande maximale supportée par la Nouvelle Radio est de 100 MHz pour la bande FR1 et 400 MHz pour la bande FR2. Pour obtenir des largeurs de bande plus élevées, l'agrégation de porteuses est utilisée jusqu'à 16 canaux.

Les modulations QPSK, 16-QAM, 64-QAM et 256-QAM sont supportées dans les deux sens. Dans le cas où c'est la forme d'onde DFT-OFDM qui est utilisée pour lien montant, la modulation ð/2_BPSK peut être utilisée pour réduire le PAPR (Peak-to-Average Power Ratio). Le codage canal de la NR est basé sur les codes LDPC (Low Density Parity Check) pour les données et les codes polaires pour la signalisation.

De nouvelles bandes spectrales ont été définies dans la Nouvelle Radio. Ces nouvelles bandes appartiennent aux deux grandes bandes FR1 (450 - 6000 MHz) et FR2 (24250 - 52600 MHz). Les bandes spectrales NR comprennent ainsi les bandes existantes en 4G, les nouvelles bandes dans le groupe FR1 et les nouvelles bandes dans le groupe FR2. Le tableau au-dessus fournit une liste exhaustive des bandes spectrales 5G adoptées par le 3GPP dans la Release 15. Les bandes n72, n77, n79, n257, n257, n258, n260 et n261 sont les bandes NR nouvellement introduites.

Cependant, selon la disponibilité du spectre qui diffère d'une région à une autre, d'autres plages peuvent être employées.

Notons que, en plus des modes duplex FDD et TDD, les modes SDL (Supplementary Downlink) et SUL (Supplementary Uplink) sont supportés pour certaines bandes spectrales. En mode SDL, le terminal mobile est configuré avec deux liaisons descendantes et une seule liaison montante. Pour

le mode SUL, c'est la configuration inverse à savoir deux liaisons montantes pour une liaison descendante

Le réseau de transport relie les entités logiques du réseau. Il assure la transmission des données du plan de contrôle et du plan utilisateur entre deux fonctions réseaux conformément aux spécifications des protocoles de l'interface correspondante.

Le réseau de transport 5G est divisé en 3 segments illustrés sur la figure au-dessus. Le backhaul est la liaison entre le CU et le coeur du réseau (5GC). Il est généralement implémenté à l'aide des technologies de transport optique à très haut débit de type WDM (Wavelength Division Multiplexing). Il est prévu que des débits allant jusqu'à 400 Gbit/s soient possibles sur des distances pouvant atteindre 200 km pour la liaison backhaul avec support de l'architecture point à multipoints.

Au niveau du NG-RAN, le transport est composé de deux segments : le midhaul entre le CU et le DU et le fronthaul entre le DU et le RU. Selon le déploiement adopté par l'opérateur, on peut avoir l'un ou l'autre des segments ou les deux simultanément. La liaison midhaul transporte les données de l'interface F1 qui correspond au point de séparation de haut niveau (HLSP). C'est une liaison IP/Ethernet qui doit supporter des débits allant jusqu'à 100 Gbit/s sur des distances de 0 à 40 km. Pour la liaison fronthaul, le 3GPP continue à étudier les options proposées par les différents consortiums. Le tableau au-dessus présente les principales propositions avancées pour le fronthaul 5G.

La technologie 5G donne accès à des débits dépassant largement ceux de la 4G, avec des temps de latence très courts et une haute fiabilité, tout en augmentant le nombre de connexions simultanées par surface couverte

Le taux de Transfer de données approximatif de la 5G NR peut être calculé à l'aide de la formule suivante :

F(j) : est le facteur d'échelle, il peut au moins prendre les valeurs 1 et 0.75, est signalé par bande et par bande par combinaison de bandes.

Tp., s : est la durée moyenne du symbole OFDM dans une sous-trame pour la numérologie p.. Tp.,s =10exp(-3)/(14*2p.) : en supposant le préfixe cyclique normal.

N BW(j).p., PRB : est l'allocation maximale de RB dans la bande passante BW(j) avec la numérologie.

BW(j) : est la bande passante maximale prise en charge par L'UE dans la bande ou la combinaison de bandes donnée.

. [0.14], pour la gamme de fréquence FR1 pour DL . [0.08], pour la gamme de fréquence FR1 pour UL . [0.18], pour la gamme de fréquence FR2 pour DL . [0.10], pour la gamme de fréquence FR2 pour UL

Le dimensionnement de la couverture d'un réseau consiste à déterminer le nombre des sites nécessaire pour couvrir une zone donnée. On va se baser sur le bilan de liaisons (RLB: Radio Link Budget), qui permet d'estimer le taux perte du trajet (Path Loss). Pour cela, il est nécessaire de choisir un modèle de propagation approprié, Le résultat final obtenu est la taille de la cellule à couvrir.

Initialement nous devons déterminer l'affaiblissement de parcours maximal (Maximum Allowable PathLoss MAPL) en passant par le bilan de liaison (RLB).

Le bilan de liaison permet de calculer les pertes de propagation maximale admissible notée MAPL (Maximum Allowable Power Losses) pour un mobile situé au bord de la cellule qui peut l'atteindre tout en gardant le niveau de sensibilité de la station de base. Il permet de prédire le rayon de couverture de la cellule en se basant sur la fréquence de fonctionnement, le modèle de propagation et les paramètres de l'émetteur (Tx) et du récepteur.

En effet, il s'agit d'additionner tous les éléments du gain (augmentation) ou de perte (diminution) dans la puissance du signal radio entre chaque extrémité. Ce bilan est nécessaire pour savoir si deux noeuds peuvent communiquer entre eux. Il dépend en particulier du type de l'eNodeB, de l'environnement radio et du modèle de propagation entre l'émetteur et le récepteur.

- PathLoss : perte de trajet totale rencontré par le signal provenant de l'émetteur au récepteur (dB)

Dans le cas d'un affaiblissement de parcours maximal, la puissance reçue devient donc la sensibilité du récepteur. La différence entre la puissance de l'émetteur et la sensibilité de récepteur donne l'affaiblissement maximum qu'on peut tolérer, il est calculé de la manière suivante :

-MAPL (Maximum AllowablePathLoss): L'affaiblissement maximal de parcours, exprimé en dB.

C'est le paramètre qu'on veut déterminer à travers l'établissement d'un bilan de liaison.

-PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente) : ou EIRP (Equivalent IsotropieRadiated Power),

La puissance d'émission est la puissance maximale de la station de base (eNodeB) ayant une valeur typique pour la macro cellule 43-46 dBm au niveau du connecteur d'antenne.

La puissance de transmission maximale de 23 dBm pour le UEde transmission maximale de 23 dBm pour le UE.

Le gain d'antenne est défini comme étant la puissance rayonnée par l'antenne, dans une direction donnée, par rapport à la puissance rayonnée par une antenne omnidirectionnelle parfaite qui

rayonne uniformément dans toutes les directions. Il est exprimé en dB mais pour signifier que l'antenne de référence utilisée est isotrope, il est d'usage de parler de dBi.

Un concept est lié à celui de gain est la surface effective d'une antenne, qui en rapport avec la taille est la forme de celle-ci. La relation entre gain et la surface effective de l'antenne est donnée par:

L'antenne isotrope de référence à un gain G=1 et donc une aire équivalente A = ë²/4ð.

Il dépend principalement de la fréquence porteuse, de la taille de l'antenne et du type du dispositif. Le gain d'antenne de station de base typique est de 15 à 18 dBi. De même, selon le type de l'appareil, le gain de l'antenne du mobile varie de -5 dBi à 10 dBi.

Comprend la perte du câble et la perte du corps à la fois à l'eNodeB et UE. Perte du câble est de perte entre l'antenne de l'équipement et de l'amplificateur à faible bruit qui dépend de la longueur du câble, du type de câble et de bande de fréquence. Elle varie de 1 à 6 dB pour eNodeB et 0 dB pour UE. Perte du corps se produit lorsque l'UE se tient près de la tête de l'utilisateur et à la planification pratique, il est considéré comme 0 dB.

La puissance rayonnée par une antenne est appelée Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente (PIRE) ou Effective Isotropic Radiated Power (EIRP). Elle correspond à la puissance qu'il faudrait fournir à une antenne isotrope pour obtenir le même champ à la même distance. La PIRE est donnée en dBm par la formule suivante

Un récepteur est caractérisé par sa sensibilité. La sensibilité « S » est le niveau de puissance minimal de réception pour éviter la coupure du lien radio. Elle est donnée par la formule suivante :

K : Constante de Boltzmann (1,388062 × 10puissance (-23) × Jk puissance (-1). T : Température ambiante en (k).

BRX: Largeur de bande de réception, elle dépend du nombre de blocs ressources requis et la largeur d'un bloc de ressources.

SINRrequis : : Valeur du SINR requise au récepteur, c'est un indicateur de la performance du système plus il est faible plus le système est performant, dépend du nombre de blocks de ressources BRX, débit d'information requis etc.

IM : Marge d'implémentation (dB) : dépend du constructeur, elle tient compte des erreurs d'échantillonnage et de quantification, etc.

GRX,d: Gain de diversité de réception (dBi) : dépend du type de récepteur et du nombre d'antennes.

LTE fonctionne dans différentes largeurs de bande passante, y compris 1,25 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz et 20 MHz à la fois pour la liaison montante et descendante. La sélection de la largeur de bande est reliée directement à la capacité de la station de base, plus la bande est large plus le trafic qui peut prendre en charge est grand. Lors de la planification pratique, pour une première fois de déploiement, le dimensionnement se fait par une bande passante de 5 MHz, 10 MHz.

Le shadowing, ou l'effet de masque (slow fading) est la variation du signal dû aux obstacles qui existent dans le milieu de propagation radio, tel que les bâtiments et la morphologie du terrain vallées, collines...).

Ces tableaux englobent les paramètres, les formules nécessaires au calcul d'un bilan de liaison pour les liens montant et descendant, ainsi que les différents seuils et large prise en compte et qui sont proposés par la norme.

Figure 35.Modèle de bilan de liaison downlink 5.2.4 Modèles de propagation RF:

Les méthodes de prédiction de couverture aujourd'hui utilisées mixent avantageusement les approches empiriques et déterministes.

Les méthodes empiriques utilisent des résultats expérimentaux pour estimer la couverture radio. Elles nécessitent de grandes campagnes de mesure, et ne tiennent que très peu compte de la réalité géographique de terrain. Au contraire, les méthodes déterministes intègrent les effets de relief (au niveau macro), sans tenir compte des propriétés locales.

Les méthodes déterministes procèdent soit par profil (comme pour les méthodes empiriques), et dans ce cas négligent l'effet des chemins latéraux et les effets liés à l'environnement `micro'

(immeubles, forêts,) ; soit par des approches semblables au lancer de rayon mais avec dans ce cas un coût de calcul assez prohibitif.

Notons que ces prédictions nécessitent plusieurs types d'information : relief et type de terrain... Les opérateurs doivent donc acquérir ces bases de données. Les données de terrain proviennent en général des images satellites qui permettent aujourd'hui d'estimer l'élévation locale de terrain avec une résolution de l'ordre de 3m. Ces données coûtent relativement chères.

Les méthodes utilisées intègrent en général les 2 approches. - Les méthodes empiriques intègrent en général la prise en compte des effets de masque et de diffraction sur le profil entre émetteur et récepteur, puis pondèrent ces prédictions par des coefficients déterminés par les formules empiriques des différents modèles de propagation (Okumura-Hata ou Cost231-Hata).

Le modèle de propagation est une formule mathématique utilisée pour caractériser la propagation de l'onde radio entre émetteur et récepteur, qui dépend des facteurs suivant:

On parle de propagation en espace libre lorsque le signal traverse un milieu vide sans obstacle. Bien que ce modèle soit idéal, il peut être considéré comme point de départ pour tout autre modèle.

Avec d, F et c sont respectivement la distance parcourue, la fréquence et la célérité de la lumière.

C'est le modèle le plus utilisé au niveau des outils de planification cellulaire, il basé sur des mesures effectués dans les environnements de Tokyo par Okumura. Ce modèle est appliqué pour des cellules de taille relativement grandes (de rayon supérieur à 1 Km). Les conditions d'applications du modèle sont les suivant:

L'affaiblissement selon ce modèle en tenant compte des degrés d'urbanisation est précisé dans ce tableau:

Ce modèle vient modifier le modèle Okumura-Hata qui opère uniquement pour une plage de fréquences inferieures à 1000MHz pour pouvoir opérer sur la bande 1500-2000MHz dans les zones urbaines, puis l'ajuster, en ajoutant le terme correctif pour tous les autres environnements (sous urbain et rural). L'affaiblissement lu(dB) est précisé dans le tableau suivant:

Cette application doit nous permettre de dimensionner la couverture radio d'une zone bien définie avec des différents modèles de propagation telle qu'Okumura-Hata, Cost213-Hata. Elle se base sur un ensemble de paramètres d'entrée qui sont propres à l'opérateur, équipementier et les besoins clientèles.

C'est une suite de logiciels de développement pour Windows conçue par Microsoft. La dernière version s'appelle Visual Studio 2015.

Visual Studio est un ensemble complet d'outils de développement permettant de générer des applications web ASP.NET, des services web XML, des applications bureautiques et des applications mobiles. Visual Basic, Visual C++, Visual C# utilisent tous le même environnement de développement intégré (IDE), qui leur permet de partager des outils et facilite la création de solutions faisant appel à plusieurs langages. Par ailleurs, ces langages permettent de mieux tirer parti des fonctionnalités du Framework .NET, qui fournit un accès à des technologies clés simplifiant le développement d'applications web ASP et de services web XML grâce à Visual Web Développer.

JavaScript est un langage de programmation de scripts principalement employé dans les pages web interactives et à ce titre est une partie essentielle des applications web. Avec les technologies HTML et CSS, JavaScript est parfois considéré comme l'une des technologies coeur du World Wide Web.

Cette application permet de calculer le débit et la couverture c'est une interface diviser

-La deuxième pour le calcul de la couverture avec le choix du modèle de la propagation

Nous choisissons un calcule de deux modèles on mode urbaine et un calcule en espace libre

Conclusion

L'étape de dimensionnement d'un réseau est l'étape cruciale pour la mise en place du réseau dans le but de l'optimisation du déploiement.

En effet, dans ce chapitre, nous avons défini le principe de planification radio, particulièrement la phase de dimensionnement de l'eNodeB en se basant sur les différents modèles de propagation ainsi que leur capacité. Nous avons défini tout le calcul nécessaire qui nous sera utile pour la conception et au développement de notre application.

Chapitre 4 Clustering des BBU basé sur l'intelligence

Introduction

L'évolution de notre vie quotidienne et notre besoin dans le monde présente développe à partir de nous services qui applique indirectement l'utilisation de l'intelligence pour facilite et gérée nous services qui a le besoin.

Dans ce chapitre on va présenter comment l'intelligence facilite et renforce notre réseaux 5g dans la coté service spécialement dans la partie du traitement du réseau qui situer les BBU

Une unité de bande de base (BBU) est un dispositif de réseau de télécommunication utilisé pour traiter les signaux de bande de base. La bande de base est le terme utilisé pour décrire la fréquence d'origine d'une transmission avant la modulation. Le réseau d'accès radio traditionnel (RAN) se compose d'un BBU connecté à une ou plusieurs unités radio distantes (RRU) positionnées à proximité de la ou des antennes.

L'unité de bande de base est responsable de la communication via l'interface physique avec le réseau central, tandis que l'unité radio distante exécute les fonctions d'émission et de réception RF. Les deux éléments sont généralement reliés entre eux par fibre optique, La fonctionnalité centralisée et le positionnement fixe au pied de la tour de téléphonie cellulaire sont des aspects du sens BBU traditionnel redéfini par la 5G . L'architecture RAN de nouvelle génération divise la fonctionnalité BBU entre une unité distribuée (DU) pour les fonctions en temps réel et une unité centralisée (CU) pour les fonctions non temps réel telles que le contrôle des ressources radio (RRC). La virtualisation et la désagrégation des unités de bande de base 5G augmentent la capacité et réduisent la latence.

Appelée également Radio Cloud Center (RCC) dans certaines architectures, la Baseband Unit(BBU) est composée d'un ensemble de couches et de fonctions, servant à traiter les signaux radio,transitant par le réseau d'accès. Alors qu'elle est associée à l'unité radio (RU/RH) dans un eNodeB dans l'architecture RAN de la 4G, la BBU est séparée de cette même RU (appelée alors RRH/RRU) dans une architecture C-RAN pour être, par la suite, regroupée avec d'autres unités de traitement au sein d'un même élément, appelé pool BBU. Ce dernier est généralement virtualisé et centralisé dans un serveur (ou un mini Datacenter) se trouvant entre les RRH et le réseau coeur (EPC). Le pool BBU fournit ainsi les ressources physiques nécessaires pour le traitement des signaux.

La centralisation des unités BBU en un seul pool offre un grand nombre d'avantages, tels que,le partage des ressources virtuelles et matérielles entre les différentes BBU, l'efficience énergétique grâce à la possibilité de désactiver le fonctionnement de certaines unités BBU selon leur charge de traitement, la simplification des opérations de configuration des cellules, l'augmentation de la capacité de calcul pour le traitement des signaux radio, la gestion améliorée de la mobilité des UE ainsi que des opérations de handover, etc. Néanmoins, afin de fournir ces performances, il est nécessaire d'intégrer des algorithmes d'ordonnancement des ressources partagées en sein du pool BBU et de déterminer le bon placement de ce dernier par rapport aux RRH déployées dans le

Une unité BBU intègre les trois couches protocolaires composant l'eNodeB : la couche physique (PHY/L1), la couche (Media Access Control (MAC)/L2) ainsi que la couche contrôle (Radio Resource Control (RRC)/L3). Les fonctions de chacune de ces couches sont présentées ci-dessous.

La couche physique représente la couche basse (L1) de la BBU. Elle se charge de la transmission/réception des données IQ à travers le fronthaul grâce à l'exécution des fonctions suivantes :

-- Codage de canal : permet de détecter les changements (erreurs) produits sur les bits de données reçues grâce à l'utilisation du code Cyclic Redundancy Check (CRC). Ces erreurs sont par la suite corrigées grâce à l'utilisation des fonctions Forward Error Correction (FEC), lequel permet d'ajouter des bits redondants à la donnée ainsi que de la fonction Automatic Repeat Request (ARQ) qui, en cas d'existence d'erreur, va solliciter une retransmission du paquet de données erroné.

-- Adaptation de lien : nommée également Adaptive Modulation and Coding (AMC). Cette fonction permet de moduler les bits à transmettre avec un code rate correspondant à la qualité du canal de transmission.

-- Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) : technique de multiplexage permettant de transmettre les données vers plusieurs RRH en simultané.

-- Modulation multiporteuse : permet de transmettre les données modulées sur de multiples porteuses en même temps.

-- Mesures radio : estime la qualité du signal et du canal de transmission, ainsi que la puissance des signaux émis par les différentes RRH (cellules).

-- Signalisation des informations de contrôle : entre l'UE et les réseaux d'accès.

La Couche MAC, appelée également couche 2 (L2), est composée de trois sous couches qui interviennent pour la transmission des paquets de données (le DP) et pour le CP. La description de chacune de ces sous couches est donnée ci-dessous :

-- Packet Data Compression Protocol (PDCP) : intégrant plusieurs fonctions. La sous couche PDCP permet de compresser les entêtes des paquets, en utilisant des mécanismes tels que Robust Header Compression (RoHC) pour améliorer l'efficacité spectrale sur des services de type voix sur IP (VoIP). Elle permet également de chiffrer et de protéger l'intégrité des données de signalisation RRC. Enfin, cette sous couche se charge de la détection et de la suppression des doublons (paquets de données) qui apparaissent généralement lorsqu'un handover se produit entre deux cellules.

-- Radio Link Control (RLC) : assure le contrôle des liaisons de données grâce à des fonctions de détection d'erreurs, de retransmission de paquets (en cas d'erreur), d'ordonnancement de ces derniers et d'optimisation des transmissions grâce à l'utilisation de fenêtres d'émission/réception.

-- Medium Access Control (MAC) : permet d'accéder et d'adapter la transmission des données au canal de transport correspondant. Pour cela, la sous couche MAC utilise des fonctions d'allo- cation dynamique des ressources radio, de maintien de synchronisation (en lien montant) et de priorisation des flux de données. La sous couche MAC utilise également le mécanisme Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) pour une transmission fiable des paquets.

Troisième couche de la pile protocolaire, RRC assure la configuration et le contrôle des couches sous-jacentes. Elle est ainsi responsable des fonctions suivantes :

-Diffusion et décodage des informations système liées aux couches Access Stratum (AS) et Non-Access Stratum (NAS).

-Gestion des connexions entre les couches RRC de l'UE et de l'unité de traitement.

-Établissement, configuration et maintenance des connexions point à point des Radio Access Bearer (RAB).

-Gestion et contrôle de la mobilité des UE en mode connecté et en mode veille. -Gestion de la QoS et des mesures de l'UE.

La technologie de virtualisation facilite l'isolement logique des ressources tandis que les ressources physiques sont partagées de manière dynamique et évolutive. Ces ressources incluent les ressources de réseau, de calcul ou de stockage. À partir de ces ressources, la virtualisation du réseau est essentielle dans C-RAN et ses architectures de déploiement. La virtualisation de réseau consiste en plusieurs noeuds et liens déployés sur la même machine physique. Ainsi, une telle technologie permet un mécanisme de contrôle flexible, des ressources efficaces, un faible coût et des applications diverses.

Dans le contexte du C-RAN, la virtualisation du réseau se fait au niveau du pool BBU. Chaque BBU est un noeud virtuel tandis que la communication entre eux se fait par des liens virtuels. Le pool fonctionne sur une seule machine physique partageant les ressources CPU, mémoire et réseau

entre plusieurs BBU. La figure au-dessus illustre le partage de ressources dans un pool BBU où le pool est déployé dans une machine physique tandis que les BBU sont sur des machines virtuelles. Les RRU connectent essentiellement le pool BBU qui les distribue sur les BBU dans sa machine virtuelle. Une telle technologie présente de nombreux avantages, notamment la réduction des coûts, la réduction du temps requis pour la communication BBU et, surtout, l'évolutivité. L'ajout ou la suppression de BBU devient plus facile car ces BBU sont des machines virtuelles qui sont beaucoup plus faciles à désactiver et à activer que les machines physiques. Comme C-RAN est principalement concerné par la virtualisation du réseau, la section suivante discutera des approches pour y parvenir.

Les BBU d'un même pool doive coopérer afin de prendre en charge le partage des données des utilisateurs, la planification et la collecte des commentaires des canaux. Une telle coopération n'est pas définie et présente un défi quant à la manière de gérer la confidentialité des utilisateurs, une bande passante élevée et une communication à faible latence entre ces BBU.

Dans le grappe actif/passif, les BBU sont démarrées mais seul BBU traite les requetés, c'est le serveur actif et les autres BBU bien que démarrés est en sommeil (les BBU passif)

Le principe est de redonder le BBU actif avec d'autre BBUs similaires, dans le grappe actif-actif tous les BBU sont actifs.

La charge de travail est donc répartie entre BBU actifs, si un BBU du cluster tombe, ce sont les autres BBUs qui doit prendre le relais et supporter une montée de charge pour compenser la défaillance du serveur indisponible. il permet de gérer la montée en charge.

Le regroupement optimal des cellules et l'assignable du pool BBU avec une surcharge minimale et un gain maximal restent un défi. Un pool de BBU doit atteindre le nombre maximal de canaux d'envoi et de réception tout en minimisant le délai et les frais généraux du fronthaul. En outre, une BBU doit prendre en charge plusieurs emplacements géographiques distribués, tels que des bureaux dans différents États, afin de les consolider en une seule BBU. Par conséquent, ce regroupement et cette affectation BBU sont toujours un défi à résoudre dans les systèmes C-RAN.

C'est Un ensemble des théories et des technique mises en oeuvre en vue de réaliser des machines capables de simuler l'intelligence humaine, elle correspond donc à un ensemble de concepts et de technologie endurée Pour la construction de programmes informatiques qui s'adonnent à des taches qui sont, pour l'instant, accomplies de façon plus satisfaite par des êtres humains.

Il Ya deux type principale connue d'intelligence artificiel défini par la suite :

Le terme d'intelligence artificiel fort défini non seulement de produire un comportement intelligent, notamment de modéliser des idées abstraites, aussi d'éprouver une impression d'une réelle conscience, de vrais sentiment et une compréhension de ses propres raisonnements.

La notion d'intelligence artificielle faible a pour construire des systèmes de plus en plus autonome des algorithmes capables de résoudre des problèmes d'une certaine classe .la machine simule l'intelligence, elle semble agir comme si elle était intelligente.

3.2 Distinction entre intelligence artificiel, machine Learning et deep Learning

Il y a une déférence ente les deux domaines de machine Learning et deep Learning se sont des notions ne sont pas équivalentes mais les deux sont imbriquées sou le non de l'intelligence artificielle comme indique la photo suivante :

- L'intelligence artificiel a été utilisée dans une variété de domaines par exemple : - domaine de finance et banques, certaine banque utilise des systèmes experts dévaluation de risque lié à l'octroi d'un crédit, la vérification et la récupération des informations. - domaine de militaire, utilisation des systèmes tels que les drones, les systèmes de commandement et d'aide à la décision.

Ilya d'autre domaine aussi utilise l'intelligence comme le domaine de droit, renseignement Policier, logistique et transports, industrie, robotique.

Le machine Learning est une technique de programmation informatique qui utilise des probabilités statistiques pour donner aux ordinateurs la capacité d'apprendre par eux-mêmes sans programmation explicite.

C'est la tâche d'apprentissages automatique consistant à apprendre une fonction qui mappe une entrée a une sortie basée sur des exemples de paires de d'entrée-sortie, un algorithme d'apprentissages supervise analyse les données d'apprentissages et produit une fonction déduite, qui peut être utilisée pour cartographier de nouveaux exemples.

Est un type d'algorithme qui apprend des modelés à partir de données non etiquetees.la machine soit obligée de construire une représentation interne compacte de son monde et de générer ensuite un contenu imaginatif, il présente une auto-organisation qui capture des modèles comme des prédilections neuronales ou des densités de probabilités.

L'apprentissage semi-supervise se suite entre l'apprentissage non supervise et supervise. Certains exemples de formation manquent d'étiquette de formation, lorsqu'elles sont utilisées avec une petite quantité de données étiquetées, peuvent produire une amélioration considérable de la précision de l'apprentissage.

L'apprentissage par renforcement est un domaine de l'apprentissage automatique qui concerne la façon dont les agents logiciels doivent entreprendre des actions dans un environnement afin de maximiser une certaine notion de récompense cumulative.

Une classe d'algorithme d'apprentissages automatique qui utilisent différentes couches d'unité de traitement non linéaire pour l'extraction st la transformation des caractéristique, les algorithmes

peuvent être supervisés et leur application comprennent la reconnaissance de modèles et la classification statique

L'apprentissage profond utilise des couches cachées de réseaux de neurones artificiels et des séries de calcules proportionnels complexes.

L'apprentissage profond s'applique à divers secteurs des technologies communication par exemples : la communication La reconnaissance visuelle, la robotique, la bio-informatique, la sécurité, la sante ect.

Un cluster est un groupe d'objets, de nombres, de points de données (informations)

Dans ce chapitre cette application nous permettre de faire un regroupement non superviser Dans notre cas on va développer un module l'intelligent du clustering du BBU.

Un « Cluster » est donc une collection d'objets qui sont « similaires » entre eux et qui sont « dissemblables » par rapport aux objets appartenant à d'autres groupes. On peut voir cette définition clairement graphiquement dans l'exemple suivant :

Le domaine du machine Learning regorge d'algorithmes pour répondre à différents besoins, il y a plusieurs d'algorithmes de machine Learning mais nous présentent les algorithmes les plus basique et redoutables par la suite :

Linear régression : les algorithmes de régression linéaire modélisent la relation entre des variable prédictives et une variable cible, elle va trouver une fonction sous forme de droite pour estimer la relation

Logistique régression : est une méthode statistique pour effectuer des classifications binaires, elle prend en entrée des variables prédictives qualitatives et/ou ordinales.

Support vector machine (svm) : est aussi un algorithme de classification binaire choisira la séparation la plus nette possible entre deux classes, aussi nommée classifieur aux marges larges. Naïve bayes : utilisé pour les classifications de texte basse sur le nombre d'occurrence de mots.

-anomalie détection : pour détecter des patterns anormaux, cet algorithme est très utile pour la détection de fraudes dans les transactions bancaires et les détection d'intrusion.

décision trees : est algorithme qui se base sur un modèle de graphe (les arbres) pour définir la décision finale. Chaque noeud comporte une condition, et les branchements sont en fonction de cette condition (vrai ou faux). Plus on descend dans larbre, plus on cumule les conditions.

Neurals networks : ils permettent de trouver des patterns complexes dans les données. Ces réseaux de neurones apprennent une tache spécifique en fonction des données d'entrainement.

Dans ces réseaux on trouve le tiers d'entrée (input layer) qui va recevoir les données, il va propager les données par la suite aux tiers caches (hidden layers). Finalement le tiers de sortie (output layer) permet de produire le résultat de classification. Chaque tiers du réseau de neurones est un ensemble d'interconnexions des noeuds d'un tiers avec ceux des autres tiers.

-k-means : un algorithme de clustering en apprentissage non supervise. On lui donne un ensemble d'éléments, et un nombre de groupes k. k-means va segmenter en k groupes les éléments.

Le groupement s'effectue en minimisant la distance euclidienne entre du cluster et un élément donne.

-gradient descent : un algorithme itératif de minimisation de fonction de cout. Cette minimisation servira à produire des modelées prédictifs comme la régression logistique et la régression linéaire.

Dans la réalisation de notre cluster ont besoin de classer les paramètres en deux parties les entre

Anaconda est une distribution libre et open source des langages de programmation Python et R appliqué au développement d'applications dédiées à la science des données et à l'apprentissage automatique, qui vise à simplifier la gestion des paquets et de déploiement.

est une application web utilisée pour programmer dans plus de 40 langages de programmation, dont Python, Julia, Ruby, R, ou encore Scala. C'est un projet communautaire dont l'objectif est de développer des logiciels libres, des formats ouverts et des services pour l'informatique interactive. Jupyter est une évolution du projet IPython. Jupyter permet de réaliser des calepins ou notebooks, c'est-à-dire des programmes contenant à la fois du texte en markdown et du code.

Ces calepins sont utilisés en science des données pour explorer et analyser des données.

La base de données qu'on nous somme utilise est un fichier Excel de type .csv qui contient les ID du BBU et sa position, capacité, etc.

La préparation du l'environnement consiste a installé les bibliothèques et les outils d'apprentissages

Conclusion

Dans chapitre 4 : ce chapitre, nous avons détaillé la conception du pool du BBU, les couches protocolaires et le type de regroupements basée sur l'intelligence artificielle et présenté les captures écrans de l'outil qui fait le regroupement des BBU en des Clusters. Nous avons aussi décrit les technologies utilisées pour le développement de cet outil.

Conclusion générale

Au cours de ce travail, nous avons présentés les différentes étapes qui ont conduit à la réalisation d'une application de calcule capacité et couverture au sein de l'entreprise TT

Nous avons commencé au début de notre stage par une recherche générale les planifications et les cloud ran.

Afin de réaliser l'application, nous avons expliqué le défi de l'intelligence artificiel dans les réseaux et en finir par un module de clustering.

Ce projet a fait l'objet d'une expérience intéressante, très bénéfique pour moi par l'apprendre de nouvelle technologie qui est la 5G. Il m'a permis de bien enrichir mes connaissances théoriques et compétences dans le domaine de la conception et la communication.

En plus, c'était une bonne occasion pour réaliser un travail concret avec des objectifs bien définis Ce projet m'a également permis de se familiariser avec l'environnement de travail et la vie professionnelle.

Bibliographie

- Xavier Lagrange et al. , « Réseaux GSM », Hermes, Paris, 1995, 1996, 1997, 1999,2000 J. Rodriguez, Fundamentals of 5G mobile Networks, John Wiley & Sons, 2015.

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