Aide à la Planification Cellulaire dans un Réseau LTE (4G)Fatiha Merazka
Les réseaux de télécommunications ont pris de plus en plus d'importance dans notre vie quotidienne. Pour satisfaire au mieux les besoins et les intérêts des clients, les opérateurs doivent pouvoir offrir, au meilleur prix, des services d'excellente qualité. C'est dans ce cadre que s'inscrit le problème de planification cellulaire des réseaux qui consiste à optimiser les coûts engendréspar l'installation et l'utilisation du système. Une planification bien effectuée a pour effet de réduire le temps de mise en marche, le coût des dépenses d'investissement ainsi que le coût des dépenses opérationnelles.
Le réseau mobile est aujourd'hui un domaine en pleine effervescence. Pendant la dernière décennie, les évolutions de télécommunications ont explosé une nouvelle gamme de service qui a écarté les services classiques afin de satisfaire l’augmentation du nombre des utilisateurs et les exigences de taux de données élevés.
Cette motivation laisse les générations mobiles se succéder et se développer, de la technologie GSM vers un système de paquets tout IP optimisé dénommé Long Term Evolution (LTE).
L’opérateur se trouve, devant ces technologies, obligé de répondre à la croissance continue du trafic, avec une faible latence, une meilleure fiabilité, et une meilleure efficacité spectrale par rapport aux précédentes générations. Ces exigences ont stimulé les évolutions des réseaux pour mettre aujourd’hui le premier pas vers la quatrième génération avec LTE.
A ce stade, l’opérateur doit réduire le coût d’investissement et augmenter la qualité de service pour assurer la rentabilité.
Pour le faire il doit passer par les phases primordiales : dimensionnement et planification de système radio mobile, qui consiste à déterminer l'ensemble des composantes matérielles et logicielles de ces systèmes, les positionner, les interconnecter et les utiliser de façon optimale, en respectant, entre autres, une série de contraintes de qualité de service.
De façon générale, le problème de planification fait intervenir plusieurs sous-problèmes avec chacun un niveau de complexité différent. Dans ce travail, le sous-problème qui est traité concerne l'affectation des cellules aux commutateurs. Ce problème consiste à déterminer un modèle d'affectation qui permet de minimiser le coût d'investissement des équipements du réseau 4G, tout en maximisant l'utilisation faite des équipements du réseau 3G déjà en place.
Ainsi, la solution proposée est un modèle qui décrit la marche à suivre lors de la planification initiale d’un réseau LTE qui se base sur la planification et le dimensionnement des zones de suivi ou Tracking Area.
Dans ce projet, nous allons donc effectuer une planification et un dimensionnement des zones Tracking Area.
UMTS ( UNIVERSAL MOBILES TELECOMMUNICATIONS SYSTEM)
les système 1G et 2G étaient considérés comme des système des téléphonies mobile
système 3G passage de la téléphonie la télécommunication
Aide à la Planification Cellulaire dans un Réseau LTE (4G)Fatiha Merazka
Les réseaux de télécommunications ont pris de plus en plus d'importance dans notre vie quotidienne. Pour satisfaire au mieux les besoins et les intérêts des clients, les opérateurs doivent pouvoir offrir, au meilleur prix, des services d'excellente qualité. C'est dans ce cadre que s'inscrit le problème de planification cellulaire des réseaux qui consiste à optimiser les coûts engendréspar l'installation et l'utilisation du système. Une planification bien effectuée a pour effet de réduire le temps de mise en marche, le coût des dépenses d'investissement ainsi que le coût des dépenses opérationnelles.
Le réseau mobile est aujourd'hui un domaine en pleine effervescence. Pendant la dernière décennie, les évolutions de télécommunications ont explosé une nouvelle gamme de service qui a écarté les services classiques afin de satisfaire l’augmentation du nombre des utilisateurs et les exigences de taux de données élevés.
Cette motivation laisse les générations mobiles se succéder et se développer, de la technologie GSM vers un système de paquets tout IP optimisé dénommé Long Term Evolution (LTE).
L’opérateur se trouve, devant ces technologies, obligé de répondre à la croissance continue du trafic, avec une faible latence, une meilleure fiabilité, et une meilleure efficacité spectrale par rapport aux précédentes générations. Ces exigences ont stimulé les évolutions des réseaux pour mettre aujourd’hui le premier pas vers la quatrième génération avec LTE.
A ce stade, l’opérateur doit réduire le coût d’investissement et augmenter la qualité de service pour assurer la rentabilité.
Pour le faire il doit passer par les phases primordiales : dimensionnement et planification de système radio mobile, qui consiste à déterminer l'ensemble des composantes matérielles et logicielles de ces systèmes, les positionner, les interconnecter et les utiliser de façon optimale, en respectant, entre autres, une série de contraintes de qualité de service.
De façon générale, le problème de planification fait intervenir plusieurs sous-problèmes avec chacun un niveau de complexité différent. Dans ce travail, le sous-problème qui est traité concerne l'affectation des cellules aux commutateurs. Ce problème consiste à déterminer un modèle d'affectation qui permet de minimiser le coût d'investissement des équipements du réseau 4G, tout en maximisant l'utilisation faite des équipements du réseau 3G déjà en place.
Ainsi, la solution proposée est un modèle qui décrit la marche à suivre lors de la planification initiale d’un réseau LTE qui se base sur la planification et le dimensionnement des zones de suivi ou Tracking Area.
Dans ce projet, nous allons donc effectuer une planification et un dimensionnement des zones Tracking Area.
UMTS ( UNIVERSAL MOBILES TELECOMMUNICATIONS SYSTEM)
les système 1G et 2G étaient considérés comme des système des téléphonies mobile
système 3G passage de la téléphonie la télécommunication
3GPP LTE (Long Term Evolution) Physical Layer and Associated PerformancesNicolasCousin
Description of the 3GPP UMTS Long Term Evolution: concepts (OFDM, SC-FDMA) and performances.
Study realized by Nicolas Cousin and Vincent Boucheix - students at the ECE Engineering School of Paris, France - for the French operator Bouygues Telecom.
Note: Last update in february 2007. Some physical layer concepts or performances may have changed.
3GPP LTE (Long Term Evolution) Physical Layer and Associated PerformancesNicolasCousin
Description of the 3GPP UMTS Long Term Evolution: concepts (OFDM, SC-FDMA) and performances.
Study realized by Nicolas Cousin and Vincent Boucheix - students at the ECE Engineering School of Paris, France - for the French operator Bouygues Telecom.
Note: Last update in february 2007. Some physical layer concepts or performances may have changed.
L’année 2013 pour le marché des télécommunications est de nouveau rythmée par une actualité riche qui concerne cette fois-ci l’arrivée d’un nouveau mode de communication mobile : la 4G.
Presentation on 1G/2G/3G/4G/5G/Cellular & Wireless TechnologiesKaushal Kaith
This Presentation is explaining all about the Generations of Mobile or Cellular Technology (1G/2G/2.5/ 3G/4g/5G). This explain the invented details ,features,drawbacks,look of wireless models and comparison and evolution of technology from 1G to 5G and also explaining about wireless application and their services.
Le lecteur trouvera dans le premier chapitre une brève description de l’architecture du réseau GSM et de ces composants. Le deuxième chapitre discutera les étapes de planification d’un réseau cellulaire parmi lesquelles on trouve celle du réseau fixe. Le troisième chapitre sera consacré à la description et à la formulation des différentes problématiques qui se posent lors de la planification du réseau fixe. Et avant de se lancer dans le chapitre cinq qui explique les différents modules utilisés dans l’application, le chapitre quatre explique le principe de quelques méthodes heuristiques utilisées pour la résolution des problèmes tel que celui étudié dans ce travail
Ericsson signe un nouveau contrat LTE - Février 2010Ericsson France
Plus d'informations : http://www.blog-ericssonfrance.com
Et un contrat LTE de plus ! En étant choisi par l’opérateur américain AT&T pour déployer son futur réseau commercial LTE, Ericsson renforce son leadership en Amérique du Nord et demeure ainsi l’équipementier télécoms possédant à ce jour dans le monde, le plus de contrats LTE pour des déploiements commerciaux. L’ouverture du réseau LTE d’AT&T est programmée pour 2011.
les technologies sans fils et précisément celle de téléphones portable a rencontrée plusieurs révolutions passant du talkie-walkie arrivant au Smartphones et ces révolution sont noté par la migration d’une génération a un autre d’où l’abréviation « xG»
Perspectives sur la 5G NR et la couverture in-building 5G multi-opérateursEdouard DEBERDT
Plan
1. Qu’est ce que la 5G?
2. Calendrier de la 5G
3. Les briques technologiques essentielles - focalisation sur la 5G (NR) New Radio ?
4. Aperçu sur la Sécurité en 5G
5. Exposition aux ondes - Santé
6. Perspectives d’adoption de la 5G par le Grand Public et les Industriels
7. Retour sur les premiers déploiement 5G et services 5G indoor
8. Quelles solutions pour la 5G indoor multi opérateurs pour les bâtiments HQE?
9. Quels sont les critères important pour choisir son DAS 5G multi opérateurs?
Qu'est-ce que les réseaux LPWA et quels sont leurs intérêts ?
Quelles sont leurs caractéristiques par rapports aux autres technologies télécoms?
Quelles différences existe-t-il entres les technologies LPWA, notamment SIGFOX et LoRa?
LTE : Bien plus qu'une solution de backup :
Le LTE est devenu une excellente alternative lorsque l’on parle d’Accès à Internet. Offrant des coûts réduits, la technologie LTE offre aujourd’hui bien plus qu’une solution de secours ou de continuité de service. Le LTE commence même à concurrencer les réseaux haut débit fixes traditionnels et permet de répondre aux besoins de connectivité Internet et de load balancing. Ce webinar vous permettra d’en savoir plus sur cette technologie et de découvrir la gamme de produits LTE Zyxel.
Présenté par Charles Geismar, Chef de produit gamme LTE Zyxel France
Conférence-débat du 10 juin 2015 organisée par le groupe Réseaux et Services de Telecom ParisTech Alumni: "Quels réseaux pour l'Internet des Objets ?"
présentation d'Arnaud Vamparys d'Orange
4. Réseaux cellulaires mobiles : Générations
1G NMT (Nordisk Mobil Telefoni), AMPS (Advanced Mobile Phone System) : analogique
2G GSM (Global System for Mobile Communications) : numérique, commutation de
circuit (CS)
2,5G GPRS (General Packet Radio Service) : numérique, commutation de paquet (PS)
2,9G Edge (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) : numérique, PS, modulation
rapide
3G UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) : transmission large bande
sur 5 MHz au lieu de 200 Khz avec la 2G : débit de 2 Mbps
3,5G HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) : débit de 14 Mbps sur 5 MHz
3,7G HSPA Dual Carrier – débit de 28 Mbps sur 5 MHz
3,9G LTE (Long Term Evolution) débit supérieur à 100 Mbps sur 20 MHz
4G LTE-A (LTE-Advanced): débit de 1Gbps sur 100 MHz
4 4
5. Pourquoi LTE
La 3G/3G+ arrive à saturation
Tsunami vidéo (Youtube)
• 86.000 heures de vidéo téléchargées chaque jour
• Plus de 4 milliards vues vidéo par jour
LTE augmente le débit et la capacité pour les services IP
Nouveau spectre
Pas de “killer application” pour l’adoption du LTE
Internet/ FTP
Video/audio streaming, TV
Services temps réels : jeux en ligne, VoIP
Complément des solutions de cloud computing
Alléger les services de retransmission vidéo (de caméras de surveillance)
Une meilleure qualité des communications en forte mobilité
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6. Spécifications techniques du LTE
Débit max descendant
300 Mbps
Débit ascendant max : 75 Mbits/s
Bande passante jusqu’à 20 MHz
Modulation jusqu’à 64-QAM
Antennes MIMO (Multiple Input Multiple Output)
Large gamme de fréquences définie par ITU-R (International Telecommunication
Union-Radio)
Taille de cellules variable (jusqu’à 100 kms)
200 clients actifs par cellule
Latence faible de 20 ms vs 50-60ms for HSPA+
Uniquement le mode unicast dans la Rel 8, le broadcast est introduit dans la
Rel10
Support des duplexages FDD et TDD
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7. Coûts de déploiement du LTE
Nouvelle architecture de réseau
Nouvel accès radio avec un seul type d’équipement : Stations de base évoluées
(eNodeB)
Nouveau coeur de réseau (Evolved Packet Core)
Interfaces ouvertes et mécanismes efficaces de configuration et de maintenance
Est-ce plus rentable de faire des mises à jour logicielles des équipements
2G/3G existants ou d’investir dans des nouveaux équipements LTE?
Interopérabilité avec les systèmes existants
Premiers déploiements de LTE avec couverture partielle et handovers avec les
systèmes existants
Nouvelles bandes de fréquences
Complexité de terminaux
Low-cost et batterie de longue durée de vie
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8. 105 réseaux commerciaux LTE
Octobre 2012 : rapport du GSA (Global mobile Suppliers Association)
Le rapport confirme
105 réseaux commercialisés dans 48 pays
>17 millions abonnés LTE pour Q1 2012 (64% en Amérique du nord)
159 réseaux prévus à la fin de 2012
8
11. Attribution des fréquences des 2.6 GHz (bande 7)
Après avoir validé les dossiers des 4 opérateurs et révélé les
montants consentis, dont la somme atteint 936 millions d'euros,
l'Autorité officialise leur position sur le spectre de 2.6 GHz
(150 000 000 €) (287 118 501 €) (228 011 012€) (271 000 000 €)
Free Mobile pourra, de droit, bénéficier de l’itinérance dans la
bande 800 MHz dès lors que son réseau à 2,6 GHz aura atteint
une couverture de 25 % de la population
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12. Attribution des fréquences des 800 MHz (bande 20)
Des licences sont attribuées (Janv. 2012) à Bouygues Telecom, Orange France
et SFR dans la bande 800 MHz.
Défi : interférences avec la TNT
(ARCEP Dec2011) 12
13. Déploiement Orange
Premier déploiement à Marseille
Fait avec des équipements fournis par Alcatel Lucent. Ce déploiement utilise la bande de
fréquence des 2,6 GHz
Equipements
• Tablette Galaxy Tab 8,9’’ 4G mis à disposition d’une partie des testeurs
• Clé 4G E392 de Huawei
• Domino 4G E589 de Huawei : capte le signal 4G et le rediffuse en WiFi
• Boitier fourni par la Société Aviwest et permettant la retransmission de la Sosh Freestyle Cup en 4G
Services testés
• Télé HD en mobilité
• Cloud Gaming 4G
• Accès fluide et immédiat à l’ensemble des outils professionnels sur le cloud depuis n’importe quel lieu
Commercialisation prévue à partir de début 2013
Orange vise une couverture de 50% de la population en 4G pour la mi- 2014,
et compte investir environ 500 M€ par an sur ses infrastructures mobiles. Les
prochaines grandes villes couvertes devraient être, après Marseille, Lyon et
Nantes.
13
14. Déploiement Bouygues Telecom
Premier déploiement à Lyon et commercialisation à partir de 2013
Equipements fournis par Ericsson, déploiement ne concerne que la bande des 2,6 GHz. Celle
des 800 MHz pas encore utilisé à cause des perturbations occasionnées avec la TNT
Plus de 200 personnes retenues pour les tests :100 clients du grand public (tirés au sort sur
6.000 inscrits), 20 professionnels en télécom, 50 autres entreprises, 50 collaborateurs de
Bouygues à Lyon et une cinquantaine de VIP : blogueurs, journalistes, etc
Uniquement services data
Téléchargement rapide, jeux en réseau, surf, streaming HD, etc. Les débits proposés sont
limités pour le moment à une vitesse de 100 Mbps
Equipements prêtés
Hotspot Mobile ZTE MF91D
Samsung Galaxy Tab 8,9 LTE
14
15. LTE : architecture
Accès : Evolved-UTRAN
• Suppression du RNC - architecture plate
• Interface X2 (support de mobilité)
• Pas de domaine CS
Cœur : SAE (System Architecture
Evolution)
• SAE est le nom du projet, le réseau
X2
X2
s’appelle EPC (Evolved Packet Core)
• MME : plan de contrôle
• S-GW : plan de données
• Architecture IP multi-accès (3GPP et des eNodeB : evolved Node B
non-3GPP)
MME (Mobility Management Entity)
• Architecture IP multi-accès (3GPP et des
S-GW (Serving Gateway)
non-3GPP)
15
16. LTE : e-UTRAN
• Interface X2
• support de mobilité, gestion d’interférence
• Domaine PS uniquement
• OFDMA au lieu du CDMA
• HARQ
16
17. Du CDMA 3G à l’OFDMA LTE
c1
c2
c3
S= s1.c1+s2.c2+s3.c3
Fréquences
1
s1= S. c1 2
s2= S. c2 3
s3= S. c3
Temps
17
18. Du CDMA 3G à l’OFDMA LTE
OFDMA
Fréquences
VoIP
HTTP
streaming
Un bloc de ressource est de longueur 0,5 ms et
contient 12 sous-porteuses (15 Hz/porteuse)
Temps
18
19. Ordonnancement de paquet
VoIP Entrées
- Etat du canal de chaque usager
Vidéo
strea - Contraintes QoS applications
ming CQI1
- Profil abonné (catégorie, itinérence)
CQI2
FTP
CQI3
Sorties
Serveu r
Ordonna CQI4 - Choix d’usager à servir en premier
HTTP nceur
- Choix de débit
VoIP
CQI Channel Quality Indicator
Objectifs de l’ordonnancement
- Optimiser la capacité, le débit, les performances au bord de la cellule, l’équité, les délais
- 19-
20. HARQ
Hybrid Automatic Repeat reQuest
Stockage d’une transmission erronée & combinaison avec la (les) retransmission(s)
Gain en SNR
Versions
Algorithme de Chase : retransmissions identiques à la transmission originale
Redondance incrémentale : retransmission avec redondance supplémentaire
P1.1 P1.2 P2.1
ACK
NACK
P1.2
+
P1.1 P1.1
Soft combining
Pi,j : Transmission j du paquet i
20
24. IMS : exemples de services
• Echange de fichiers pendant un appel
• Service de présence
• Un usager peut créer une règle qui le montre connecté après 20:00 et rejette tous
les appels en provenance d’un appelant de son groupe professionnel.
• Un usager peut couper lorsque ses collègues professionnels appellent et les
rediriger vers une page Web spécifique présentant l'hôtel où il passe ses vacances
• Un usager peut activer la sonnerie au niveau de tous ses appareils en fonction de
l’appelant
• Messagerie instantanée et vidéo conférence
24
26. Voix : scénarios
1. Solution All VoIP
VoIP sur LTE
VoIP dans UMTS
Sollicitation de l’IMS (IP-Multimedia Subsystem)
2. Solution hybride ou VOLGA (Voice Over LTE via Generic Access)
VoIP sous la couverture de LTE
Voix CS dans 3G/GERAN
Equivalent à l’UMA (Unlicenced Mobile Access)
3. CS Fallback
Voix CS partout (LTE, 3G, GERAN)
Transfert ‘classique’ de la voix : NB-RNC-MSC/VLR
(+) : fiabilité du service
(-) : ne profite pas des latences/débits LTE
(-) : pas de fonctionnalités avancées pour la voix (présence, messagerie..)
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28. LTE-A : la 4G
Amélioration de LTE (Release 8)
Meilleure couverture, capacité, latence, vitesse de transmission
Largeur de bande jusqu’à 100 MHz
Beamforming
Antennes intelligentes
MIMO Tout-IP
Nouvelles fonctionnalités avancées QoS
SON
SON (Self Organization Networks)
CA OFDMA
CA (Carrier aggregation) AMC
Radio cognitive
CoMP (Coordinated Multipoint Transmission) H-ARQ
CoMP
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29. Antennes plus avancées
Release 8 LTE maximum number of LTE-Advanced maximum number of
antenna ports and spatial layers antenna ports and spatial layers
MIMO avancé avec Multi MIMO
Smart antennas ou AAS (adaptative antenna systems) : les faisceaux sont
dirigés vers les utilisateurs : ceci nécessite la connaissance de leur positions
via des systèmes de géolocalisation
• Puissance dynamique
• Direction dynamique
• Fréquence dynamique
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31. SON (Self Optimizing Network)
Self configuration : fonctionnement P&P
• Découverte de voisins, allocation de cell_ID, chargement automatique de software
Self optimization : ajustement automatique de paramètres de transmission
• Amélioration de la couverture et de la capacité
Self healing : reprise automatique suite aux problèmes
• Détection et correction des ‘ping-pong’
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