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Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDOND

Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDONDRI 1 Dédicace Dédicace Dédicace Dédicace A mon Très cher Père Léon Je ne saurais comment te témoigner toute ma reconnaissance. Ce travail est le fruit de tes conseils, de ta présence et de nos efforts consentis. A ma Très chère Mère Pulchérie Je ne saurais comment te remercier pour tout ce que tu as fait pour moi. Reçois ce travail comme le fruit de tous tes efforts. A mes frères et sœurs Stéphane, Jonathan, Valdie, Indira et Orelle J’espère ne pas vous avoir déçu. Que ce modeste travail soit l’expression de ma profonde affection. Je vous remercie pour le soutient moral et l’encouragement que vous m’avez accordés. Je vous souhaite tout le bonheur que vous méritez. A tous mes ami(e)s Je vous dédie ce modeste travail pour vos conseils, votre présence, vos soutiens morales, physiques et matériels. Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDONDRI 2 Remerciement Remerciement Remerciement Remerciement J’aimerais remercier M. ISSA AW, Ingénieur Télécom et professeur à l’Institut Supérieur d’Informatique (ISI) pour m’avoir donné l’opportunité de travailler avec lui tout au long de ce travail. Pour son encadrement, sa disponibilité, ses généreux conseils et pour le soutien constant qu’il n’a cessé de me prodiguer, je lui dis merci. J’adresse aussi mes remerciements à tout le corps professoral de l’Institut Supérieur d’Informatique (ISI) pour tout le travail abattu pendant mes études à l’institut. Je tiens également à remercier l’Institut Supérieur d’Informatique (ISI) pour la richesse de ses formations. Je remercie enfin les membres du jury pour avoir accepté d’évaluer mon travail. Qu’ils trouvent ici toute ma reconnaissance et tout mon respect. Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDONDRI 3 Avant- - - -propos propos propos propos Crée en 1988, l’Institut Supérieur d’Informatique (ISI) fait aujourd’hui parti des leaders dans le domaine de l’enseignement supérieur au Sénégal. L’institut dispose de deux départements à savoir celui de la gestion et d’informatique. Ainsi, les disciplines comme le commerce international, la gestion de projet, les réseaux informatiques, les réseaux télécoms… sont enseignés à l’institut. Les diplômes délivrés par l’institut sont les suivants : le DTS (Diplôme de Technicien Supérieur), la Licence Professionnelle et le Master Professionnel. Afin de valider leur Master Professionnel, les étudiants sont amenés à rédiger un mémoire de fin d’études portant sur un thème qu’ils auront choisi et qui aura été validé par la direction des études. Ainsi, dans l’objectif de boucler notre cursus de Master Professionnel en Réseaux et Télécommunications, nous avons réalisé ce travail. Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDONDRI 4 TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES INTRODUCTION GENERALE .............................................................................................. 13 PREMIERE PARTIE ............................................................................................................... 15 ETAT DE L’ART DES RESEAUX MOBILES ...................................................................... 15 Chapitre 1 : Le Concept des Réseaux Cellulaires .................................................................... 16 Introduction .............................................................................................................................. 16 I/ Présentation des Réseaux Cellulaires ................................................................................... 16 I.1/ Division du territoire en plusieurs cellules ..................................................................... 16 I.2/ Le Motif ......................................................................................................................... 19 I.3/ Distance de Réutilisation................................................................................................ 19 II/ Les Types d’antennes .......................................................................................................... 20 II.1/ Azimut .......................................................................................................................... 20 II.2/ Le Tilt ........................................................................................................................... 21 III/ Les Méthodes d’accès ........................................................................................................ 22 III.1/ Frequency Division Multiple Access (FDMA) ........................................................... 22 III.2/ Time Division Multiple Access (TDMA) ................................................................... 23 III.3/ Code Division Multiple Access(CDMA) .................................................................... 23 IV/ Les Interférences ................................................................................................................ 24 IV.1/ Les Interférences inter-symboles(IIS) ......................................................................... 24 IV.2/ Les Interférences Co-canal(ICC) ................................................................................ 25 IV.3/ Les Interférences inter-fréquences(IIF) ....................................................................... 25 V/ La Diversité ......................................................................................................................... 25 V.1/ La Microdiversité ......................................................................................................... 25 V.2/ La Macrodiversité ......................................................................................................... 25 Conclusion ................................................................................................................................ 26 Chapitre 2 : Présentation du Réseau UMTS............................................................................. 27 Introduction .............................................................................................................................. 27 I/ Présentation de l’UMTS ....................................................................................................... 27 I.1/Couverture Globale de l’UMTS ...................................................................................... 29 I.2/ HISTORIQUE ................................................................................................................ 30 Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDONDRI 5 II/ ARCHITECTURE DU RESEAU UMTS ........................................................................... 31 II.1/ User Equipement(UE) ................................................................................................... 31 II.2/ UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) .................................................. 32 II.2.1/ Node B ................................................................................................................... 32 II.2.2/ RNC (Radio Network Controller) .......................................................................... 33 II.2.3/ Les Interfaces ......................................................................................................... 34 II.3/ Core Network(CN) ....................................................................................................... 34 III/ Les Modes d’accès ............................................................................................................. 35 III.1/ Le Mode TDD ............................................................................................................. 36 III.2/ Le Mode FDD.............................................................................................................. 36 IV/ Le W-CDMA ..................................................................................................................... 36 IV.1/ Le Contrôle de Puissance ............................................................................................ 38 IV.1.1/ Le contrôle de puissance en boucle ouverte ......................................................... 39 IV.1.2/ Le contrôle de puissance en boucle fermée .......................................................... 39 IV.2/ Les interférences intra et intercellulaires .................................................................... 40 IV.2.1/ Les interférences intracellulaires .......................................................................... 40 IV.2.2/ Les interférences intercellulaires .......................................................................... 40 IV.3/ Les canaux UMTS ....................................................................................................... 41 IV.3.1/ Les canaux logiques .............................................................................................. 41 IV.3.2/ Les canaux de transport ........................................................................................ 41 IV.3.3/ Les canaux physiques ........................................................................................... 42 V/ Les mécanismes radio : Le Handover ................................................................................. 42 V.1/ Le hard handover .......................................................................................................... 43 V.2/ Le soft handover ........................................................................................................... 43 Conclusion ................................................................................................................................ 44 DEUXIEME PARTIE .............................................................................................................. 46 INGENIERIE RADIO .............................................................................................................. 46 CHAPITRE 1 : Dimensionnement de l’UTRAN ..................................................................... 47 Introduction .............................................................................................................................. 47 I / Les données d’entrée du processus de dimensionnement .................................................... 47 II/ Dimensionnement du Node B ............................................................................................. 48 II.2/ Dimensionnement du Node B sur le lien descendant ................................................... 50 Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDONDRI 6 III/ Dimensionnement des interfaces ........................................................................................ 51 III.1/ Dimensionnement de l’interface Iu-b .......................................................................... 51 III.2/ Dimensionnement des l’interfaces Iu-CS et Iu-PS ...................................................... 51 III.3/ Dimensionnement de l’interface Iu-r ........................................................................... 51 IV/ Dimensionnement du RNC ................................................................................................ 52 Conclusion ................................................................................................................................ 52 Chapitre 2 : Planification d’un Réseau 3G ............................................................................... 53 Introduction .............................................................................................................................. 53 I/ Les Modèles de Propagation ................................................................................................. 53 I.1/ Le modèle d’Okumura-Hata .......................................................................................... 54 I.2/ Le modèle COST 231 HATA ........................................................................................ 55 I.3/ Le Modèle de Walfish-Ikegami ..................................................................................... 55 II/ Le bilan de liaison ............................................................................................................... 58 II.1/ Définitions de quelques paramètres .............................................................................. 59 II.1.1/ Processing Gain ...................................................................................................... 59 II.1.2 / Eb/N0 ...................................................................................................................... 59 II.1.3/ Facteur de bruit ...................................................................................................... 59 II.1.4/ Marge de shadowing .............................................................................................. 59 II.1.5/ Marge de Rayleigh ................................................................................................. 59 II.1.6/ Gain du soft handover ............................................................................................ 60 II.1.7/ PIRE ....................................................................................................................... 60 II.1.8/ Sensibilité ............................................................................................................... 60 II.2/ Bilan de liaison pour le lien montant (uplink) .............................................................. 60 II.3/ Bilan de liaison sur le lien descendant (downlink) ....................................................... 61 III/ Identification et validation des sites radio .......................................................................... 62 III.1/ Le design radio ............................................................................................................ 63 III.2/ Le Survey radio ........................................................................................................... 63 IV/ Caractéristiques et contraintes du processus de planification d’un réseau 3G .................. 65 IV.1/ Caractéristiques ........................................................................................................... 65 IV.2/ Contraintes .................................................................................................................. 65 IV.2.1/ Respiration des cellules ........................................................................................ 65 IV.2.2/ Portée d’une cellule .............................................................................................. 65 Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDONDRI 7 IV.2.3/ Couverture et Capacité ......................................................................................... 66 V/ Les données de départ de la planification (paramètres input) ............................................. 67 V.1/ Le système de coordonnées .......................................................................................... 67 V.2/ La zone géographique à planifier ................................................................................. 67 V.3/ Type d’antenne ............................................................................................................. 68 V.4/ L’environnement .......................................................................................................... 69 Conclusion ................................................................................................................................ 69 TROISIEME PARTIE .............................................................................................................. 70 ETUDE DE CAS ...................................................................................................................... 70 Chapitre 1 : Les outils d’ingénierie radio des réseaux mobiles ................................................ 71 Introduction .............................................................................................................................. 71 I/ Présentation ........................................................................................................................... 71 I.1/ WANDA ........................................................................................................................ 72 I.2/ RNP A9155 v6.2 ........................................................................................................... 73 I.3/ Atoll................................................................................................................................ 75 I.3.1/ Création et Gestion des sites .................................................................................... 77 I.3.2/ Gestion des secteurs ................................................................................................ 78 I.3.3/ Les différentes études de prédiction ........................................................................ 78 I.3.4/ Bases de données géographiques ............................................................................. 79 I.3.5/ Définition d’un motif hexagonal ............................................................................ 79 II/ Pourquoi avoir choisi Atoll ? .............................................................................................. 80 Conclusion ................................................................................................................................ 81 Chapitre 2 : Etude de Cas ......................................................................................................... 82 Introduction .............................................................................................................................. 82 I/ Le cahier de charge ............................................................................................................... 82 Proportion des services ..................................................................................................... 85 II/ La zone géographique .......................................................................................................... 85 III/ Ingénierie ............................................................................................................................ 86 III.1/ Dimensionnement ........................................................................................................ 86 III.1.1/ Le nombre d’abonnés ............................................................................................ 86 III.1.2/ Le Bilan de Liaison ............................................................................................... 87 III.1.3/ Dimensionnement en fonction des services .......................................................... 88 Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDONDRI 8 III.1.4/ Dimensionnement de l’interface Iub ........................................................................ 88 EB_Factor : Equivalent bandwidth factor, avec pour valeur 125% ......................................... 89 III.1.5/ Les canaux de signalisation ...................................................................................... 89 Avec : ....................................................................................................................................... 89 III.1.6/ Dimensionnement du RNC ....................................................................................... 89 III.2/ Planification .................................................................................................................... 90 III.2.1/ Système de coordonnées........................................................................................... 90 III.2.2/ Importation de la carte de Dakar .............................................................................. 90 III.2.3/ La zone à planifier .................................................................................................... 91 III.2.4/ Configuration des secteurs en fonction des environnements ................................... 92 III.2.5/ La carte de trafic ....................................................................................................... 93 III.2.6/ Configuration des paramètres UMTS ....................................................................... 94 III.2.7/ Génération automatique des sites ............................................................................. 95 IV/ Prédictions et optimisations ............................................................................................... 95 V/ Simulations .......................................................................................................................... 98 V.1/ Attribution des codes de brouillage .............................................................................. 98 V.2/ Carte de simulation du trafic et zone de service ........................................................... 99 VI/ Coût .................................................................................................................................. 100 Conclusion .............................................................................................................................. 100 CONCLUSION GENERALE ................................................................................................ 101 LISTE DES ABREVIATIONS .............................................................................................. 103 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................. 106 WEBOGRAPHIE ................................................................................................................... 106 Institut Supérieur d’Informatique-Dakar Mémoire DE FIN D’ETUDES – Bob KOYANDONDRI 9 LISTE DES FIGURES LISTE DES FIGURES LISTE DES FIGURES LISTE DES FIGURES Figure 1 : Cellules Hexagonales ............................................................................................... 17 Figure 2 : Motif régulier de 3 cellules ...................................................................................... 19 Figure 3 : Distance de réutilisation .......................................................................................... 20 Figure 4 : Uptilt mécanique et Downtilt mécanique ................................................................ 21 Figure 5 : Tilt Electrique .......................................................................................................... 21 Figure 6 : La Méthode d’accès FDMA .................................................................................... 22 Figure 7 : La Méthode d’accès TDMA .................................................................................... 23 Figure 8 : La Méthode d’accès uploads/Geographie/ memoire-m2rt-pdf.pdf