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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de la Poste et des Te

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de la Poste et des Technologies de l’Information et de la Communication Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Institut des Télécommunications Abdelhafid BOUSSOUF - ORAN - MEMOIRE DE FIN D'ETUDES POUR L'OBTENTION DE : DIPLÔME D’ INGENIEUR D'ETAT SPECIALITE : SYSTEMES DE TELECOMMUNICATIONS THEME : Présenté par : Encadreur : M. Boussouf Ahmed Devant le jury composé de : MM. ABDI Mossadek : Président GASMI Abdellah : Examinateur SOUAG Mohamed : Examinateur MM. Bawa Ibrahim Abdoul Razak Mahamat Charfadine Salim O Op pt ti im mi is sa at ti io on n d de es s r ré és se ea au ux x G GS SM M p po ou ur r l la a m mi ig gr ra at ti io on n v ve er rs s l l’ ’U UM MT TS S Promotion : IGE 25 JUIN 2005 Remerciements C’est avec un très grand honneur que nous réservons cette page en signe de gratitude et de reconnaissance à tous ceux qui nous ont aidés de prés ou de loin à la réalisation de ce projet. Nos remerciements vont plus particulièrement à Mr. Boussouf Ahmed enseignant à l’Institut des Télécommunications d’Oran pour son encadrement. Nos remerciements s’adressent également à tous les ingénieurs du centre UMTS de Birmoudrais-Algers pour leurs conseils malgré leurs occupations. Enfin, nous remercions tous nos enseignants de l’Institut des Télécommunications d’Oran pour la qualité de l’enseignement qu’ils nous ont bien voulu prodiguer durant nos études et aux membres du jury pour l’honneur qu’ils nous ont fait en acceptant de juger notre travail. # Mahamat & Bawa Dédicace A mon cher père Elhadj Charfadine Salim Haggar et ma chère mère Haїga Issa Oumar, pour l’éducation et le grand amour dont ils m’ont entouré depuis ma naissance. A tous mes chers frères. A mes chères soeurs. A toute ma famille. A tous mes proches. A tous mes amis. A tous ceux que j’aime et qui m’aiment. Ce mémoire leur est dédié. # Mahamat Charfadine Salim Dédicace A mon cher père Elhadj Ibrahim Bawa et ma chère mère Hadjia Aïchatou, pour l’éducation et le grand amour dont ils m’ont entouré depuis ma naissance. A tous mes chers frères. A mes chères soeurs. A toute ma famille. A tous mes proches. A tous mes amis. A tous ceux que j’aime et qui m’aiment. Ce mémoire leur est dédié. # Abdoul Razak INTRODUCTION GENERALE ................................................................................................. 1 HISTORIQUE : Les évolutions de la téléphonie mobile .............................................................. 3 CHAPITRE 1 : DESCRIPTION DU RESEAU GSM................................................................ 7 1-1 Introduction au réseau GSM ..................................................................................................... 7 1-2 Architecture du réseau .............................................................................................................. 7 1-2-1 Les constituants du réseau d’accès GSM .......................................................................... 8 1-2-2 Les constituants du réseau coeur GSM.............................................................................. 9 1-3 La station mobile (le téléphone portable) ............................................................................... 11 1-4 Introduction au concept cellulaire........................................................................................... 11 1-5 Itinérance et Handover........................................................................................................... 13 1-6 Contrôle de puissance ............................................................................................................. 13 1-7 La gestion de la mobilité....................................................................................................... 14 1-8 Présentation des interfaces..................................................................................................... 16 1-9 Les services d’un réseau GSM............................................................................................... 18 1-10 Les techniques d’accès multiple ...........................................................................................18 1-11 L’interface radioélectrique.................................................................................................... 19 1-11-1 Le canal physique .......................................................................................................... 21 1-11-2 Canaux logiques ............................................................................................................ 22 1-12 Introduction à la planification cellulaire............................................................................... 23 1-12-1 Importance de la planification cellulaire ....................................................................... 23 1-12-2 Principe générale de la planification cellulaire.............................................................. 24 1-12-3 Contraintes et fonctionnalités de la planification .......................................................... 25 1-13 Le transfert de données en GSM........................................................................................... 26 1-14 Le GPRS .............................................................................................................................. 27 1-14-1 Architecture générale.................................................................................................... 27 1-15 Le EDGE............................................................................................................................... 29 1-16 Conclusion ........................................................................................................................... 31 Pages CHAPITRE II : ETUDE DE L'INTERFACE RADIO DE L’UMTS : UTRA...................... 33 2-1 Introduction............................................................................................................................. 33 2-2 Présentation générale du réseau UMTS.................................................................................. 33 2-2-1 Objectifs de L’UMTS...................................................................................................... 34 2-2-2 Caractéristiques ............................................................................................................... 35 2-2-3 Architecture de l’UMTS.................................................................................................. 36 2-3 Présentation du CDMA........................................................................................................... 40 2-4 Description de l’UTRA........................................................................................................... 48 2-4-1 Mode FDD :..................................................................................................................... 49 2-4-2 Mode TDD :.................................................................................................................... 50 2-4-3 Comparaison entre le mode FDD et le mode TDD : ....................................................... 51 2-4-4 Structure des canaux........................................................................................................ 52 2-5 Problèmes et performances du W-CDMA.............................................................................. 55 2-5-1 Performances ................................................................................................................... 55 2-5-2Trajets multiples ............................................................................................................... 56 2-5-3 Contrôle de puissance...................................................................................................... 57 2-5-4 Le Handovers................................................................................................................... 58 2-6 Scénario d’évolution des réseaux GSM vers l’UMTS............................................................ 60 2-7 La migration des GSM vers UMTS........................................................................................ 61 2-8 Conclusion .............................................................................................................................. 62 CHAPITRE III : PLANIFICATION DU RESEAU RADIO………………………….......... 63 3-1 Introduction............................................................................................................................. 63 3-2 Description générale du système WCDMA............................................................................ 63 3-3 Objectifs de la planification de réseau radio........................................................................... 65 3-4 Dimensionnement ................................................................................................................... 65 3-4-1 Les prétentions de dimensionnement .............................................................................. 66 3-4-2 Analyse de la zone de couverture.................................................................................... 67 3-4-3 Exemple de résultat de dimensionnement ....................................................................... 68 3-5 Travaux de Planification nominale ......................................................................................... 68 3-5-1 Bilan de liaison et couverture .......................................................................................... 69 3-5-2 Contraintes sur le choix de site........................................................................................ 72 3-5-3 Emplacements idéals ....................................................................................................... 72 3-5-4 Définition de recherche de Zone .................................................................................... 72 3-5-5 Spécifications théoriques du site ..................................................................................... 73 3-6 Planification Cellulaire ........................................................................................................... 73 3-6-1 Recherche sur le site........................................................................................................ 73 3-6-2 Le choix du site................................................................................................................ 74 3-6-3 Validation du site............................................................................................................. 74 3-7 Optimisation de la planification cellulaire (RNO).................................................................. 75 3-7-1 Examen des services et optimisation des Paramètres...................................................... 76 3-7-2 Collecte De Données ....................................................................................................... 76 3-7-3 Essai et analyse d'entraînement ....................................................................................... 77 3-7-4 Optimisation de la couverture.......................................................................................... 78 3-8 Comparaison entre planification RF en WCDMA et en GSM ............................................... 80 3-8-1 Différence dans la planification RF................................................................................. 80 3-8-2 Différence dans l'analyse de couverture.......................................................................... 80 3-8-3 Comparaison de capacité................................................................................................. 80 3-9 Conclusion .............................................................................................................................. 81 CHAPITRE IV : OPTIMISATION DES RESEAUX GSM POUR LA MIGRATION VERS L’UMTS ....................................................................................................................................... 81 4-1 Introduction........................................................................................................................ 81 4-2 La cohabitation UMTS-GSM ................................................................................................. 81 4-3 Qu’est ce qu’un réseau UMTS réussi ?.................................................................................. 83 4-5 Challenges dans le lancement de l’UMTS.............................................................................. 83 4-6 Analyse des opérateurs ........................................................................................................... 83 4-7 Méthodologie d’optimisation.................................................................................................. 84 4-8 Différents types de solutions de déploiement de l’UMTS pour une migration facile ........... 85 Solution 1 : Mise à jour du réseau GSM existant...................................................................... 85 Solution 2 : Déploiement d’un réseau UMTS indépendant. ..................................................... 86 4-8-1 Stratégie d’interconnexion 3G-2G................................................................................... 87 4-8-2 Handovers intersystèmes entre le WCDMA et le GSM.................................................. 89 4-8-3 EDGE-Complementaire à l’UMTS ................................................................................. 89 4-9 CONCLUSION....................................................................................................................... 90 CONCLUSION GENERALE .................................................................................................... 91 Abréviations................................................................................................................................. 92 Bibliographie................................................................................................................................ 93 LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES Figure 1-1: Architecture globale du GSM....................................................................................... 8 Figure 1-2: Exemple théorique de couverture cellulaire............................................................... 12 Figure 1-3: Contrôle de puissance du mobile................................................................................ 14 Figure1-4 : Handover entre deux LA ............................................................................................ 15 Figure 1-5 : Différentes techniques d’accès multiple.................................................................... 19 Figure 1-6 : La structure du multiplex temporel ........................................................................... 22 Figure 1-7 : Processus de la planification cellulaire…………...…………………………………25 Figure 1-8: Réseau fédérateur GPRS ............................................................................................ 28 Figure 2-1 : Architecture globale de L’UMTS……………………………………………...........37 Figure 2-2: Etalement et désétalement de spectre......................................................................... 41 Figure 2-3 : Fonction d’autocorrelation ........................................................................................ 44 Figure 2-4 : Fonction d’autocorrélation ........................................................................................ 45 Figure 2-5 : Arbre de codes OVSF................................................................................................ 46 Figure 2-6 :Générateur de séquences PN ...................................................................................... 47 Figure 2-7 : Le plan de fréquence de l’UMTS............................................................................. 59 Figure 2-8 : Structure de trame de l’interface radio...................................................................... 53 Figure 2-9 : Les trajets multiples en environnement urbain.......................................................... 56 Figure 2-10 Un exemple de récepteur à deux branches ............................................................... 57 Figure 2-11 : Principe du contrôle de puissance en boucle fermée............................................... 58 Figure 2-12 : Softer handover ....................................................................................................... 59 Figure 2-13 : Soft handover .......................................................................................................... 60 Figure 2-14 : L’évolution du réseau téléphonique ........................................................................ 61 Figure 3-1 : Une cellule WCDMA................................................................................................ 63 Figure 3-2 : Processus du dimensionnement................................................................................. 66 Figure 3-3 : Différents type de cellules........................................................................................ 67 Figure 3-4 : Figure donnant la distance inter-sites et rayon d’une cellule .................................... 72 Figure 3-4 : Organigramme d’Optimisation................................................................................. 75 Figure 4-1 : La cohabitation cellulaire UMTS-GSM.................................................................... 81 Figure 4-2 : Architecture générale de la cohabitation entre UMTS-GSM.................................... 82 Figure 4-3 : Couplage entre réseau 2G et 3G............................................................................... 85 Figure 4-3 : Réseau 2G et 3G couplé ........................................................................................... 86 Figure 4-4 : 2G/3G CN partagé.................................................................................................... 87 Figure 4-5 : Handover et ré sélection d’une cellule WCDMA .................................................... 88 Figure 4-6 : Handovers intersystèmes entre le WCDMA et le GSM............................................ 89 Figure 4-7 : EDGE – Complémentaire à l’UMTS ........................................................................ 90 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1-1: Les interfaces du réseau GSM ................................................................................. 17 Tableau 1-2 : Récapitulatif de L’interface radio du GSM ............................................................ 20 Tableau 1-3 : Tableau représentant tous les canaux logiques du GSM ........................................ 23 Tableau 1-4 : Liste des interfaces dans un réseau GPRS .............................................................. 29 Tableau 1-5 : Les neuf schémas de codage et de modulation d’E-GPRS.................................... 30 Tableau 2-1 :Tableau récapitulatif des Classes de services et leurs contraintes…………..…..….35 Tableau 2-2: Comparaison de la technologie du réseau d’accès radio UMTS - GSM ................. 39 Tableau 2-3 : Fonction d’intercorrélation………………………………………………........44 Tableau 2-4 :Fonctiond’autocorrelation........................................................................................ 45 Tableau 2-5: Comparaison des modes FDD WCDMA et TDD TD/CDMA ................................ 51 Tableau 2-6: Paramètres de l'UTRA ......................................................................................... …52 Tableau 3-1 : Exemple de résultat de dimensionnement............................................................... 68 Tableau 3-2 Exemple de bilan de puissance du service de voix à 12,2kbit/s dans une voiture à une vitesse de 120 km/h. ............................................................................................................... 71 Introduction Générale Projet ITO 2004-2005 Optimisation des réseaux GSM pour la migration vers l’UMTS 1 INTRODUCTION GENERALE Depuis le début des années 1990, les services de communication cellulaires connaissent un développement sans uploads/Ingenierie_Lourd/ gsm-vers-umts.pdf