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PARTIE II : DIMENSIONNEMENT DES RESEAUX MOBILES I) Introduction : le dimensionn

PARTIE II : DIMENSIONNEMENT DES RESEAUX MOBILES I) Introduction : le dimensionnement est l’une des étapes indispensables dans le processus d’ingénierie radio mobile. Dans cette phase l’opérateur analyse l’éventualité de déploiement du nouveau réseau. Pour cela il se fixe un certain nombre d’objectifs commerciaux à savoir :  Nombre d’abonner  Zone à couvrir  Service à fournir Ces objectifs sont alors traduits en données précises sur la structure globale du réseau et son dimensionnement. Le dimensionnement permet une estimation a priori des coûts (matériels et humains) et des délais de déploiement et de fonctionnement du réseau. Finalement le dimensionnement spécifie :  La nature  La localisation  La qualité de service à fournir Des objectifs à long termes peuvent être spécifiés tels que :  L’augmentation du nombre d’abonné  L’élargissement de la zone à couvrir… II) DIMENSIONNEMENT COMME AIDE A LA DECISION Le dimensionnement constitue un moyen comme aide à la décision pour l’allocation des ressources aux différents intervenants du réseau. MARKETING PLAN D’AFFAIRE (FINANCIER) SITE INGENIERIE ALLOCATION DES RESSOURCES DONNEES ENTREES (PLAN DES SITES CAPACITÉ) DIMENSIONNEMENT DU SYSTÈME RESULTATS (ŒUVRE DE L’INGÉNIERIE) CONTRAINTE -QoS CIBLE -MINIMISER DES COÛTS PROCESSUS GENERALE D’INGENIERIE DU RESEAU III) OBJECTIFS DE L’INGENIERIE DU TRAFIC L’ingénierie de trafic est appliquée à toutes les étapes du déploiement du réseau à savoir :  Déploiement du réseau : ressources des BTS pour anticiper la demande  Design initial : le nombre de cellule, la taille des contrôleurs (BSC, MSC…) Ces objectifs tournent autour d’une question capitale : Comment déterminer la capacité adéquate au moindre coût ? Cependant il est important de préciser qu’il faut :  Eviter le surdimensionnement impliquant des coûts élevés pour faible trafic  Eviter le sous dimensionnement conséquence d’une mauvaise qualité de service, perte de trafic, etc.  Prévoir des objectifs à long termes (au cas où le nombre d’abonné augmente) III) CYCLE DE VIE D’UN RESEAU MOBILE Le cycle de vie d’un réseau mobile est composé de cinq (5) éléments à savoir :  Projet initial (stratégie, dimensionnement, plan d’affaire)  Planification technico-économique (concept de la planification, survey (ou inspection Ou sondage), dossier de candidature)  Réalisation (déploiement, stratégie commerciale)  Exploitation (amélioration des services, suivis de la QoS)  Expansion (densification, définir de nouveau objectif) Ce cycle de vie peut être résumé sur le schéma ci-dessous : PROJET INITIAL DECISION D’INVESTISSEMENT PLANIFICATIONTECH NICO-ECONOMIQUE OBTENTION DE LA LICENCE REALISATION CHOIX DE NOUVELLE TECHNIQUE OUVERTURE COMMERCIALE EXPLOITATION OPTIMISATIO N EXPANSION CYCLE DE VIE D’UN RESEAU MOBILE IV) LOIS D’ERLANG Définition : la charge d’un système correspond au nombre d’unité d’information (bits, message) a écoulé par unité de temps. Cette charge dépend de 2 paramètres à savoir :  Le taux moyen d’arriver  La durée moyenne de transmission IV.1) UNITE DE TRAFIC Pour tout réseau télécoms l’unité de trafic est Erlang (Erl) correspondant au taux d’occupation d’un canal. Le trafic en Erlang = la durée d’occupation de (s) ressource (s) / la durée de la période de référence Exemple : soit A le trafic en Erlang, d la durée d’occupation =2mn et T la durée de référence = 60mn A = d / T = 2mn / 60mn = 120s / 3600s = 4 / 120 = 1 / 30 = 0,003Erl = 3mE A=3mErl La charge d’un système peut être supérieure à la capacité et donc au débit du système dans ce cas les demandes non satisfaites sont soit rejetées (1er loi d’Erlang appelée loi d’Erlang B), soit mise en attente avec la loi d’Erlang C. IV.2) LOI D’ERLANG B Définie la notion de taux de blocage EN (A) = AN / N! / (1 + A / 1! + A2 / 2! +…….AN / N!) Où : EN (A) : taux blocage avec perte et sans fil d’attente N : nombre de ressources (canaux) A : trafic offert en nombre d’Erlang avec A = λ*T où λ : nombre moyen de demande de canaux par unité de temps et T : durée moyenne d’occupation du canal Sachant que la formule d’Erlang B n’étant pas immédiate à utiliser on définit une table d’Erlang permettant de déterminer un facteur parmi :  Le nombre de canaux de trafic  Le trafic en Erlang  Le taux de blocage Une approximation de la loi d’Erlang B est donnée par la loi de Rigault qui dit : N = A + K √A Où N : nombre de canaux, A : trafic en Erlang et 10-k est le taux de blocage. K = -log10 (Pb) NB : Le réseau GSM est un réseau sans fil d’attente donc le calcul de trafic est plus proche de loi d’Erlang B. IV.3) UTILISATION DE LA LOI D’ERLANG C La loi d’Erlang C est adoptée pour les systèmes avec fil d’attente utilisée pour réduire le problème de blocage des appels. Les appels ne trouvant pas de ressources sont mis attentes. Les formules d’Erlang C sont utilisées pour le dimensionnement du nombre de ressource en fonction de la qualité de service (temps d’attente avant traitement) et le nombre d’appel en attente dans la file, on définit alors : N : le nombre de serveur ou de ressource d : le temps moyen de service nécessaire pour traiter un appel A : trafic offert en Erlang, j : le nombre d’appel en attente dans la file B : probabilité de perte d’appel, cas sans fil d’attente (loi d’Erlang B) Les Formules d’Erlang C sont les suivantes :  Probabilité qu’une demande attend d’être servie : C = NB /( N-A (1-B))  Délai moyen : D = C / (N-A *d)  Nombre moyen d’appels en attente (taille de la file) : J = AC / (N-A)  Probabilité que j’appels soient en attente : C = (A / N)* j  Probabilité que x serveurs soient occupés et j places soient prises dans la file : P (N+j) = C (i-A / N) (A / N)* j V) PROCESSUS ET MESURES POUR LE DIMENSIONNEMENT V.1) NOTION D’HEURE DE POINTE Le dimensionnement d’un réseau de télécommunication obéit aux mesures suivantes : oDimensionnement en nombre de canaux basés sur l’heure la plus chargée d’une journée normale oLes événements spéciaux (désastre, jour de l’an, séisme…) ne sont pas considérés sauf des événements ayant fait l’objet d’une action marketing. V.2) HEURE DE POINTE ET PRECISION L’heure de pointe peut se traduire selon 3 options (1, 2, 3). Le dimensionnement d’un réseau de télécommunication se fait pour une charge donnée ou estimés en trafic. Cette charge correspond à une heure particulière de la journée pendant laquelle la valeur du trafic total pendant cette heure est maximum. Cette particulière heure est appelée heure chargée ou heure de pointe (peak hour). oOption1 : une heure fixe est choisie et utiliser tous les jours oOption2 : une heure particulière est choisie pour chaque jour (heure de pointe flottante). oOption3 : heure de pointe indéterminée individuellement par MSC, BSC ou Cellule. NB : Option3 est la meilleure. V.3) PROBABILITE DE BLOCAGE La loi d’Erlang B est basée sur les hypothèses suivantes :  Arriver aléatoire des appels : processus de poisson de taux moyen lambda  Durer des appels suivant une distribution exponentielle  Nombre infini de source de trafic et source homogène  Système statistiquement à l’équilibre  Charge du système est équivalente au trafic offert (A) = λ / µ où µ taux de service et la durée moyenne d’un appel = 1 / µ Les points de trafic important posent un problème important aux opérateurs réseaux pour 2 raisons. Tout d’abord parce que pendant une pointe de trafic la probabilité de blocage ou de congestion augmente même si la capacité est importante, ensuite les heures de pointes de trafic vont nécessités un dimensionnement de réseau qui minimise la probabilité de blocage. V.4) TRAFIC OFFERT ET TRAFIC ECOULE Le trafic offert correspond aux ressources disponibles avec un certain taux de blocage de x%. Le trafic écoulé constitue réellement la capacité utilisée par les usagers du réseau. Donc augmenter le taux de blocage revient à :  Augmenter le nombre d’abonné (c'est-à-dire plus de trafic offert)  Diminuer la qualité de service Donc diminuer le taux de blocage correspond à :  Diminuer le nombre d’abonné (moyen de trafic offert)  Augmenter la qualité de service CELLULE CELLULE INTERFACE Ater IV) PROCESSUS GLOBAL DE DIMENSIONNEMENT Le dimensionnement d’un réseau cellulaire commence en premier lieu par la partie radio. Le processus débute par le niveau le plus bas dans le réseau à savoir l’interface utilisateur-réseau. La détermination de la charge de trafic d’une cellule particulière permet en effet de dimensionner les différents liens (trafic et signalisation) ; ensuite le dimensionnement de l’équipement radio (station de base) peut se faire à partir de la charge estimée de la zone de couverture. Le processus se déroule ainsi de proche en proche en remontant dans la hiérarchie du réseau jusqu’aux interfaces et équipements du réseau fixe (commutateur et bases de données). INTERFACE Abis BBSSCC BBTT SS TTRRAAUU HHLLRR VVLLRR uploads/Ingenierie_Lourd/ lecon-3-chapitre-3-dimensionnement.pdf