Projet, rapport de stage, et mémoire de fin d’études PLANIFICATION ET OPTIMISATION DU RESEAU D’ACCES HSDPA DE L’UMTS en PDF
LES RESEAUX UMTS
Le standard le plus connu de la troisième génération (3G) est l’UMTS, ou Universal Mobile Telecommunications System. Les puristes préfèrent utiliser le terme WCDMA, ou Wideband Code Division Multiple Access, qui reprend le nom de la technologie déployée en Europe et par certains opérateurs asiatiques. Son principe est d’exploiter une bande de fréquences plus large pour faire transiter davantage de données et donc obtenir un débit plus important. En théorie, il peut atteindre plusieurs Mbps, soit une vitesse de transmission équivalente à celle proposée pour l’internet « très haut débit » permis par l’ADSL ou le câble. Ce chapitre consiste à une étude globale de l’UMTS et de la technologie WCDMA qu’il a utilisée tout seul avant d’utiliser le HSDPA pour mieux le comprendre. Mais avant d’aborder ce sujet, on va parler un peu de l’évolution des réseaux cellulaires qui ont précédés l’UMTS.
L’ordonnancement rapide des paquets
L’ordonnancement, appelé aussi scheduling, est l’un des plus importants mécanismes de gestion des ressources dans les réseaux HSDPA, qui permet de déterminer à quel utilisateur convient-il de transmettre dans un intervalle de temps donné. C’est donc un algorithme de séquencement pour allouer les ressources en HSDPA, c’est-à-dire qu’il répartit l’allocation des canaux HS-DSCH (High Speed Downlink Shared CHannel) entre les utilisateurs.
La technique à utiliser pour l’attribution des HS-DSCH n’est pas imposée par un standard. Le meilleur mécanisme d’attribution de ressources est celui qui optimise la capacité de la cellule tout en maintenant la qualité de service requise par le service courant. Plusieurs algorithmes peuvent ainsi être utilisés, à savoir le Maximum Carrier to Interference (max C/I), le Round Robin, et l’allocation proportionnelle (Proportional fair ou Fair Time).
La première technique, maximum carrier to interference, reprend l’idée de l’AMC pour allouer une ressource aux utilisateurs dont les conditions de propagation sont les plus favorables pendant l’intervalle de temps TTI. On voit bien que les utilisateurs en bordure d’une cellule ne peuvent jamais être desservis.
La technique Round Robin suggère de sa part d’allouer les HS-DSCH aux utilisateurs d’une manière séquentielle. On voit bien cette fois que les parts sont équitables mais les conditions du canal ne sont pas considérées.
Selon l’approche de l’allocation proportionnelle, les utilisateurs ont la même probabilité d’être desservis mais aussi sans tenir compte des conditions du canal. Elle offre néanmoins un compromis entre capacité et QoS.
Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Evolution des réseaux cellulaires |
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Table des matières
REMERCIEMENTS
TABLE DES MATIERES
NOTATIONS ET ABREVIATIONS
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : LES RESEAUX UMTS
1.1 Introduction
1.2 Evolution des réseaux cellulaires
1.2.2 La première génération de système cellulaire
1.2.3 La deuxième génération de système cellulaire
1.2.4 De la deuxième à la troisième génération
1.2.5 La troisième génération de système cellulaire
1.2.6 Evolution en passant par le 3G+
1.3 L’Universal Mobile Telecommunication System
1.3.1 Les objectifs de l’UMTS
1.3.2 L’UMTS, une nouvelle norme
1.3.3 Les services de l’UMTS
1.3.4 Les différentes Releases de l’UMTS au sein du 3GPP
1.4 Evolution de l’architecture de l’UMTS
1.4.1 Rappels de l’architecture GSM
1.4.2 Architecture réseau du GPRS ou réseau GSM Phase 2+
1.4.3 Architecture de la phase 1 de l’UMTS
1.5 Les technologies d’accès utilisées par l’UMTS
1.5.1 Les principaux paramètres du WCDMA
1.5.1.1 L’étalement de spectre
1.5.1.2 Les codes utilisés
1.5.1.3 Largeur de bande
1.5.1.4 Organisation en temps
1.5.1.5 Organisation en fréquence
1.5.1.6 Les bits pilotes
1.5.1.7 Déploiement
1.5.1.8 Caractéristiques du WCDMA
1.5.2 Les avantages du WCDMA
1.5.3 Les contraintes du WCDMA
1.5.3.1 Le trajet multiple
1.5.3.2 Le fast-fading
1.5.3.3 L’effet near-far
1.6 Architecture en couche de l’interface air de l’UMTS
1.6.1 La couche physique
1.6.2 La couche MAC
1.6.3 La couche RRC
1.6.4 Typologie des canaux
1.7 Conclusion
CHAPITRE 2 : LA TECHNOLOGIE HSDPA
2.1 Introduction
2.2 Approches techniques
2.2.1 La modulation et le codage adaptatifs
2.2.2 La méthode de retransmission hybride
2.2.3 L’ordonnancement rapide des paquets
2.3 Architecture protocolaire
2.3.1 Appui sur l’architecture du Release 99
2.3.2 Nouvelles entités protocolaires
2.3.3 Impact sur le réseau
2.3.4 Structure de la couche physique du HSDPA
2.4 Canaux du HSDPA
2.4.1 Le High Speed Downlink Shared Channel
2.4.2 Le High Speed Shared Control Channel
2.4.3 Le High Speed Dedicated Physical Control Channel
2.4.4 Exemple d’échange de paquets
2.5 Mobilité avec HSDPA
2.5.1 Les options de mobilité
2.5.2 Le handover inter-nœud B
2.5.3 Le handover intra-nœud B
2.6 Performances du HSDPA
2.6.1 Les facteurs gouvernant la performance
2.6.2 Le débit théorique
2.6.3 Délais et qualité de service
2.6.4 Les performances des terminaux mobiles
2.7 Perspective à partir du Release 5
2.7.1 La technique MIMO
2.7.2 Le High Speed Uplink Packet Access
2.8 Conclusion
CHAPITRE 3 : PLANIFICATION D’UN RESEAU HSDPA
3.1 Introduction
3.2 Dimensionnement
3.2.1 Définition
3.2.2 Analyse du réseau R99
3.2.3 Stratégies de déploiement
3.2.3.1 La phase initiale de déploiement
3.2.3.2 La phase de maturité
3.2.4 Dimensionnement sur la couverture et la capacité
3.2.5 Bilan de liaison
3.2.6 Rayon d’une cellule
3.2.7 Couverture et distance site-à-site
3.3 Planification détaillée
3.3.1 Configuration des nœuds B
3.3.1.1 Les types de nœuds B
3.3.1.2 Les configurations d’un nœud B
3.3.2 Configuration des interfaces Iub – Iu – Iur
3.3.3 Configuration du RNC
3.3.4 Paramètres au niveau cellule
3.3.4.1 La hauteur des sites
3.3.4.2 Les tilts d’antennes
3.3.4.3 Paramètres d’un site
3.4 Optimisation
3.4.1 But de l’optimisation
3.4.2 Optimisation des performances
3.4.3 Optimisation de l’accessibilité et de la mobilité
3.5 Conclusion
CHAPITRE 4 : SIMULATION DES CARACTERISTIQUES RADIOS DU LIEN DESCENDANT D’UN RESEAU UMTS DU RELEASE 5
4.1 Introduction
4.2 Modélisation d’un réseau UMTS du Release 5
4.2.1 Modélisation des équipements
4.2.1.1 Les bruits
4.2.1.2 Les équipements mobiles
4.2.1.3 La station de base
4.2.2 Modélisation de la propagation du signal
4.2.3 Modélisation de la liaison
4.2.3.1 Le rapport signal sur bruit et interférence
4.2.3.2 L’indicateur de qualité de canal
4.2.3.3 L’orthogonalité
4.2.4 Modélisation des services
4.3 Simulation
4.3.1 Présentation du Downlink Release 5
4.3.1.1 Présentation générale
4.3.1.2 Le Système d’informations géographique utilisé par le logiciel
4.3.1.3 Les paramètres intégrés dans le logiciel
4.3.1.4 Principes du logiciel
4.3.2 Les paramètres utilisés pour la simulation
4.3.3 La simulation du bilan de liaison
4.3.4 Les simulations de la planification d’un réseau d’accès HSDPA
4.3.4.1 Scénario 1 : Première phase de déploiement d’un réseau cellulaire
4.3.4.2 Scénario 2 : Augmentation du nombre d’utilisateurs
4.3.4.3 Scénario 3 : Deuxième phase de déploiement d’un réseau cellulaire
4.3.4.4 Scénario 4 : Illustration de la différence entre un réseau environnement urbain et
environnement suburbain.
4.3.5 Limites du modèle
4.4 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
ANNEXE 1 : ETALEMENT ET DESETALEMENT DE SPECTRE
ANNEXE 2 : LES CODES DE CANALISATION ET LES CODES D’EMBROUILLAGE
ANNEXE 3 : CORRESPONDANCE ENTRE CQI – TBS – CODES – MOBILE
ANNEXE 4 : EXTRAITS DE CODES SOURCES MATLAB
BIBLIOGRAPHIE
FICHE DE RENSEIGNEMENT
RESUME
ABSTRACT
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