Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

RAPPORT DE PROJET DE FIN D’ETUDES Filière Ingénieurs en Télécommunications Opti

RAPPORT DE PROJET DE FIN D’ETUDES Filière Ingénieurs en Télécommunications Option Ingénierie des Réseaux Planification radio d’une solution de couverture indoor GSM Elaboré par : Imen DAYA Encadré par : M. Taieb MASMOUDI M. Mohamed Tahar MISSAWI Année universitaire : 2004/2005 Table des matières Introduction générale .....................................................................................................1 Chapitre 1 : Le concept GSM ......................................................................................3 Introduction......................................................................................................................3 I. Le concept cellulaire......................................................................................................4 I.1 La division cellulaire ...................................................................................................4 I.2 Techniques de densification.......................................................................................5 I.2.1 Cell splitting .......................................................................................................5 I.2.2 La sectorisation...................................................................................................6 I.2.3 Le déploiement d’une couche pico cellulaire.......................................................6 I.3 La réutilisation de fréquences ....................................................................................6 II. La structure du réseau.................................................................................................8 III. Architecture................................................................................................................9 III.1 Architecture générale ..............................................................................................9 III.2 Le sous système radio BSS (Base Station System) ................................................10 III.2.1 Le mobile .......................................................................................................10 III.2.2 La station de base BTS (Base Tranceiver Station)...........................................10 III.2.3 Le contrôleur de station de base BSC (Base Station Controller)......................10 III.3 Le sous système réseau NSS (Network Sub System) .............................................11 III.3.1 Le centre de commutation mobile MSC (Mobile Switching Center) ...............11 III.3.2 L’enregistreur de localisation HLR (Home Location Register)........................11 III.3.3 L’enregistreur de localisation des visiteurs VLR (Visitor Location Register)..12 III.3.4 L’enregistreur de l’identité des équipements EIR (Equipment Identity Register) .................................................................................................................................12 III.4 Le centre d’opération et de maintenance OMC (Operation and Maintenance Center) .....................................................................................................................................12 IV. Les services du GSM ................................................................................................12 IV.1 Les services support..............................................................................................13 IV.2 Les téléservices.....................................................................................................13 IV.3 Les services Supplémentaires................................................................................13 V. L¶évolution de la couverture en GSM.......................................................................14 Chapitre 2 : La propagation radio en environnement indoor..........................16 Introduction....................................................................................................................16 I. Caractéristiques des environnements indoor.............................................................16 I.1 La propagation extérieur - intérieur..........................................................................17 I.2 La propagation intérieur- intérieur ...........................................................................18 II. Les phénomènes de propagation ...............................................................................18 II.1 La diffraction..........................................................................................................18 II.2 La réflexion............................................................................................................19 II.3 La diffusion............................................................................................................19 II.4 Les multi trajets......................................................................................................20 III. Paramétrage des équipements indoor .....................................................................20 IV. Prédiction de la propagation radio indoor ..............................................................21 IV.1 La propagation en espace libre :............................................................................22 IV.2 Les modèles de propagation indoor.......................................................................22 IV.2.1 Les modèles empiriques .................................................................................22 IV.2.2 Les modèles déterministes..............................................................................25 IV.2.3 Les modèles hybrides ou semi déterministes...................................................25 Conclusion.......................................................................................................................26 Chapitre 3 : Principes de planification d¶une solution indoor .........................27 Introduction........................................................................................................................27 I. Les techniques de couverture indoor..........................................................................27 II. Techniques de câblage indoor ...................................................................................28 III. Appréciation de la qualité de la couverture ............................................................29 IV. Le processus de planification ...................................................................................30 IV.1 Les étapes du processus de planification indoor ....................................................30 IV.1.1 Description du bâtiment .................................................................................30 IV.1.2 Estimation et dimensionnement du trafic........................................................31 IV. 1.3 La méthode Drive Test..................................................................................31 IV.1.4 Prédiction de la couverture.............................................................................34 IV.1.5 Choix des équipements :.................................................................................34 IV.1.6 Le plan de fréquence ......................................................................................37 IV.1.7 Optimisation ..................................................................................................37 Conclusion.......................................................................................................................40 Chapitre 4 : Proposition d¶une solution de couverture indoor ........................41 Introduction....................................................................................................................41 I. Plan de la foire.............................................................................................................42 II. La couverture.............................................................................................................43 II.1 Mesures sur terrain.................................................................................................43 II.2 Le bilan de puissance..............................................................................................44 III. L¶étude du trafic.......................................................................................................47 IV. Le design...................................................................................................................48 IV.1 Mesures des simulations .......................................................................................48 IV.2 Configuration des BTS..........................................................................................52 IV.3 Choix des antennes ...............................................................................................54 IV.3.1 Caractéristiques des antennes Kathrein 742 149 [10]......................................55 IV.3.2 Caractéristiques des antennes DB770TB5NPXS [11].....................................56 V. Le plan de fréquence..................................................................................................57 Conclusion.......................................................................................................................58 Conclusion générale ......................................................................................................59 Bibliographie...................................................................................................................61 Table des figures Figure 1: Division cellulaire 1:3..............................................................................................6 Figure 2: Interférence co-canal ...............................................................................................7 Figure 3: Modèle d'un réseau hiérarchique..............................................................................8 Figure 4: Architecture générale d’un réseau GSM...................................................................9 Figure 5: Principe de la diffraction........................................................................................19 Figure 6: Principe de la réflexion..........................................................................................19 Figure 7: Principe de La diffusion.........................................................................................20 Figure 8: Solution de câblage pour un bâtiment à 5 étages ....................................................28 Figure 9: Système de mesure ................................................................................................33 Figure 10: Azimuth et Elévation ...........................................................................................35 Figure 11: Exemple d’antenne respectivement omnidirectionnelle et directionnelle ..............36 Figure 12:Processus de planification indoor..........................................................................39 Figure 13:Schéma de la foire du Kram..................................................................................42 Figure 14:Mesure du niveau de champ dans la foire..............................................................43 Figure 15:Positions des différentes antennes.........................................................................49 Figure 16:Niveau de champ induit par la position à 65°de l’antenne au niveau du Hall 1 .....50 Figure 17:Niveau de champ induit par la position à 65°de l’antenne au niveau du Hall 2 ......50 Figure 18:Niveau de champ induit par la position à 65°de l’antenne au niveau du Hall 3 .....51 Figure 19: Niveau de champ induit par la position verticale de l’antenne au niveau du Hall 3 .............................................................................................................................................51 Figure 20:Configuration des BTS GSM................................................................................53 Figure 21: Configuration des BTS DCS................................................................................53 Figure 22 : Configuration combinant les BTS GSM et DCS .................................................54 Figure 24:Antenne Kathrein 742 149....................................................................................55 Figure 25:Diagramme de rayonnement d’une antenne Kathrein 742 149...............................56 Figure 26:Antenne DB770TB5NPXS ...................................................................................56 Liste des tableaux Tableau 1:Pertes apportées par les différents matériaux de construction................................17 Tableau 2:Données sur les différents niveaux de champ reçus ..............................................32 Tableau 3:Correspondance entre niveaux de qualité et taux d’erreurs binaires ......................32 Tableau 4:Caractéristiques des câbles coaxiaux ...................................................................36 Tableau 5:Liste des équipements utilisés ..............................................................................45 Tableau 6:Calcul de PIRE pour la bande 900........................................................................46 Tableau 7:Calcul de PIRE pour la bande 1800......................................................................47 Tableau 8:Correspondance entre trafic écoulé et configuration choisie..................................48 Tableau 9:Dimensionnement du trafic généré dans la foire ...................................................48 Tableau 10:Caractéristiques d’une antenne Kathrein 742 149 ...............................................55 Tableau 11:Principales caractéristique de l’antenne DB770TB5NPXS .................................57 Tableau 12:Stratégie du plan de fréquences pour les sites de la foire.....................................58 Introduction générale PFE 2004-2005 1 Introduction générale Après sa commercialisation en 1992, le réseau GSM ne cesse d’évoluer, le nombre d’abonnés ne cesse d’augmenter pour atteindre 1392,9 millions [1] en 2003 et continue à croître de façon considérable. La couverture est quasi mondiale et les services de plus en plus nombreux, utiles et conformes aux désirs des abonnés qui ne cessent d’évoluer et de se diversifier. La téléphonie mobile est basée sur la radiotéléphonie c'est-à-dire la transmission de la voix sous forme d’une onde radio entre la station mobile et une base couvrant un rayon de plusieurs kilomètres. Un tel service permet d’assurer une mobilité en cours de communication avec une certaine qualité de service requise. Le souci principal des opérateurs était d’assurer une couverture outdoor au niveau des axes routiers, des avenues, des parcs,…, à fin de maintenir la communication en cours de déplacement des abonnés. La planification de telles solutions repose sur l’utilisation de modèles efficaces de prédiction de couverture qui permettent de définir les paramètres principaux : puissance d’émission, sensibilité de réception, type d’antenne à utiliser, emplacement des antennes, etc. De tels modèles permettent d’estimer les affaiblissements causés par différents facteurs à savoir les trous de fading, les trajets multiples et ce pour assurer une certaine qualité du signal reçu selon les exigences et éviter une éventuelle dégradation de qualité ou même une coupure de la communication. De nos jours, la planification en outdoor est devenue une tâche assez maîtrisée et la couverture est quasi-totale que se soit en milieu urbain ou rural. Le défi pour les opérateurs réside à assurer la couverture en indoor surtout pour les Hots spots. En effet, les Hots spots constituent des zones de densité de trafic tel que les centres commerciaux, les foires, les musées, etc. La planification de telles solutions est une tâche assez difficile car il faudra d’une part tenir compte des atténuations supplémentaires apportées par les bâtiments et les matériaux qui les constituent. D’autre part, il faut dimensionner et gérer une capacité importante tout en essayant de trouver un compromis entre couverture, capacité et interférence. Il est possible d’utiliser des modèles de prédiction de propagation qu’il faudra valider par des mesures. En effet, la propagation en indoor dépend du câblage, des atténuations apportées par les constructions et de l’influence des sites outdoor. Par ailleurs, la planification Introduction générale PFE 2004-2005 2 doit tenir compte des sites outdoor qui ne doivent pas interférer avec les sites intérieurs et s’assurer qu’un terminal en indoor doit être rattaché au site indoor. Parmi les défis qui se posent aussi en indoor nous trouvons le problème de disponibilité des fréquences et comment les attribuer. Faudra-t- il réserver une sous bande pour les pico cellules ou bien utiliser la technique de scan de fréquences via des logiciels appropriés ? Le processus de planification en indoor est donc assez complexe. Plusieurs facteurs entrent en jeu et il est nécessaire de bien définir et ajuster les différents paramètres pour assurer le déploiement d’une solution efficace qui tient en compte à la fois de l’importance du trafic, l’efficacité de la couverture et la qualité de service convenue. Dans ce contexte se situe le présent projet dans le cadre du mémoire de fin d’étude au sein de l’opérateur Tunisie Télécom qui s’intéresse à proposer une solution de planification radio pour la couverture de la foire du Kram destinée à accueillir un nombre assez important d’invités. Nous espèrons assurer une couverture indoor à la surface des différents sites avec une bonne qualité de service. Ce mémoire sera divisé en quatre principaux chapitres : le premier sera dédié au concept du réseau GSM, le second s’intéresse à la propagation radio dans les environnements indoor, le troisième présente les règles d’ingénierie pour les solutions de planification indoor et enfin le dernier chapitre traite un cas pratique de planification radio pour un Hot spot. Le Concept GSM PFE 2004-2005 3 Chapitre 1 : Le concept GSM Introduction Le GSM est le premier service de téléphonie mobile universel, efficace et satisfaisant les exigences d’interconnexion et de mobilité tout en divisant le terrain en zones de couverture dites cellules. Le réseau GSM possède certaines caractéristiques qui lui sont propres. A commencer, il faut garantir une qualité suffisante de la liaison radio entre le terminal mobile et le réseau. Pour ce uploads/Ingenierie_Lourd/ pfe-daya-imen.pdf