metiers gsm

RADIO-MOBILE:RADIO-MOBILE:APPROCHE APPROCHE

METIERMETIER

SOMMAIREL’ingénierie Radio

Notion de propagation Radio

Les étapes du déploiement Radio

Paramétrage Radio

L’ingénierie TransmissionLes faisceaux hertziens / La propagation en transmission

Supports physiques en transmission

Le métier d’ingénieur Transmission

L’ingénierie Performance / Optimisation Optimisation de couverture

Qualité de service Voix /Data

Paramétrage

L’ingénierie Architecture BSSLes équipements BSS

Dimensionnement Voix et Data – La conception du réseau

L’INGENIERIE RADIOL’INGENIERIE RADIO

NOTION DE PROPAGATION RADIONOTION DE PROPAGATION RADIO

LES PHENEMONES DE PROPAGATIONLES PHENEMONES DE PROPAGATION

Atténuation d’espace libre :

2

d π4

λ Pe Pr

A e.l. = 32,4 + 20 log f(MHz) + 20 log d(km)

LES PHENOMENES DE PROPAGATIONLES PHENOMENES DE PROPAGATION Phénomènes de fading :

Evanouissements lents (fading de Rice - Loi log normale)

Réflexions sur obstacles lointains (effets de masque) : tous les 40 , atténuation de 3 à 6 dB.

Evanouissements rapides (fading de Rayleigh)

Dus aux multi-trajets et à la vitesse du mobile ou des objets qui l’entourent (effet Doppler) :

• tous les /2, atténuation jusqu’à 30 à 40 dB • dépend du type d’environnement :

- rural : 9 dB- suburbain : 18 dB- urbain : 30 à 40 dB

• écart type variant peu avec la fréquence ( 6 dB)

MODELISATION DE LA PROPAGATIONMODELISATION DE LA PROPAGATION

Statistiques : Okumura-Hata (fonction des fréquences et hauteur d’antenne).

Cos 231

Avantages : Rapidité de traitement.

Inconvénient : Performances moyennes

Physiques : Méthode de modélisation de la diffraction (simplification du milieu urbain).

Mixtes (statistiques & physiques) : Avantages : plus de précision.

Inconvénient : temps de calcul, précision des BDD.

Pr = PIRE + Gant – AFFAIBLISSEMENTPIRE Puissance Isotrope Rayonnée EquivalenteGant Gain de l’antenne

Pr = PIRE + Gant – AFFAIBLISSEMENTPIRE Puissance Isotrope Rayonnée EquivalenteGant Gain de l’antenne

PERTES DUES A LA DIFFRACTIONPERTES DUES A LA DIFFRACTION

Calculées le long du profil BTS-mobile.

Modélisation de l’obstacle par une arête diffractante sans épaisseur.

Différentes méthodes :

Epstein-Peterson (nombre d’obstacle < 2) : contribution de chaque obstacle entre chaque arête prise en compte.

Bullington (nombre d’obstacle > 3) : premier et dernier obstacle pris en compte : masque fictif.

Deygout : arête la plus diffractante + série de masques gauche/droit intermédiaire.

Giovaneli : modification des hauteurs de la BTS et du mobile.

ETAPES DE CALCULETAPES DE CALCUL

PIRE, position, hauteur BTS.

Lecture du profil de terrain (BDG, MNT).

Recherche des masques de diffraction.

Calcul de la diffraction.

Addition des affaiblissements dus à l’espace libre.

MODELES DE PROPAGATIONMODELES DE PROPAGATION

Moyenne nulle.

Ecart type le plus faible possible.

Coefficient de corrélation le plus proche de 1.

A calibrer suivant les domaines d’utilisation et la Base de Données Géographiques (BDG):

NOTION DE BDGNOTION DE BDG

Précisions.

Vecteurs (routes, contours de communes, côtes).

Hauteurs.

Clutters (type d’environnement, type de matériau,par hauteur de bâti et forêt).

UTILITE D’UNE BDGUTILITE D’UNE BDG

Simulation de la couverture

radio

Diagramme de rayonnement des antennes

Modèles de propagation

BDD sites

BDG

Outil de planification

radio

Notion de prédiction Notion de prédiction

COMMENT FAIRE UNE BDGCOMMENT FAIRE UNE BDG

Cartes IGN.

Relevés radar.

Clichés satellites.

LES ETAPES DU DEPLOIEMENT RADIOLES ETAPES DU DEPLOIEMENT RADIOUn exemple de processUn exemple de process

PLAN CELLULAIREPLAN CELLULAIRE

Le nombre de sites nécessaires La position théorique des sites L’ingénierie théorique des sites: Azimuts, Types d’antennes…

Contraintes techniques

(Puissance, antennes)

Objectifs marketing(Taille ville, village, comptage routier)

Simulations

Validation technique et financière

PLAN CELLULAIRE

Non OK

OK

Visite terrain

RECHERCHE DE CANDIDATSRECHERCHE DE CANDIDATS

OBJECTIF :Identifier des implantations physiques rattachées à un site Identifier des implantations physiques rattachées à un site théoriquethéorique(château d’eau, pylônes existants, terrain nu, immeubles …)(château d’eau, pylônes existants, terrain nu, immeubles …)

INTERVENANTS :

L’ingénieur radio, le maître d’œuvre

NB : Le responsable déploiement supervise cette étape dans le cadre du suivi du déploiement

PREQUALIFICATIONPREQUALIFICATION

Déterminer le potentiel RADIO des sites candidats

LA « PREQUALIF » VALIDE UN EMPLACEMENT PHYSIQUE

Quasiment

Simulations

CANDIDAT

Mesures analogiquesVisite terrain

Conforme à l’objectif

Candidat préqualifié

Candidat «pool»

Retourétape 2

Fiable

NON

OUI

Rejet du candidat

Site sensible

Pas fiable

OBJECTIF :

VISITE TECHNIQUEVISITE TECHNIQUE

OBJECTIF :

Se rendre physiquement sur le site candidat « préqualifié » pour définir l’ingénierie du site :

en fonction des contraintes techniques.

Hauteur et position des antennes Type d ’antenne Position des armoires techniques Pré-identification de raccordement Transmission au réseau

INTERVENANTS :

L’ingénieur radio, le maître d ’œuvre

UN RAPPORT ECRIT DE VISITE TECHNIQUE EST PRODUIT

QUALIFICATIONQUALIFICATION

OBJECTIF :

INTERVENANTS :

Synthétiser l’ensemble des informations acquises durant les étapes 2, 3 et 4 (constitution du classeur technique)

Valider le contenu du classeur (antennes radio, FH, plans…)

L’ingénieur radio, le Resp. déploiement de l’agence

LA QUALIFICATION synthétise LES DONNEES TECHNIQUESLA QUALIFICATION synthétise LES DONNEES TECHNIQUES

NEGOCIATIONNEGOCIATION

OBJECTIF :

INTERVENANTS :

Au sens strict du terme, il s’agit de négocier un bail ou une convention qui nous autorise à installer un émetteur radio

INTERLOCUTEURS :En face de nous, plusieurs bailleurs :

Mairie Propriétaire unique Conseil Général Copropriété État (service des domaines) Entreprises publiques (OPHLM, ASF, …)

Maître d’œuvre : négociation directe

Relations extérieures : négociation indirecte au travers des relations nouées et des actions lancées au fil de l’eau

C’EST LE NERF DE LA GUERRE

VALIDATIONVALIDATION

OBJECTIF :

INTERVENANTS :

La validation consiste à vérifier la cohérence du prix du projet. Cela peut conduire à annuler le projet ou à le redéfinir.

Le responsable déploiement et le chef d’agence

LA VALIDATION FIGE LES DONNEES TECHNIQUES et LE COUT

CONSTRUCTIBILITECONSTRUCTIBILITE

OBJECTIF :

INTERVENANTS :

La négociation d’un bail n’est pas une condition suffisante. Le statut de «constructibilité» sanctionne l’obtention d’une DT ou d’un PC, mais aussi de diverses autorisations administratives (ABF, DIREN, DDAF, ANFR…)

Les relations extérieures, le maître d’œuvre, le Resp. déploiement

LE PROJET EST MAINTENANT FINALISE

TRAVAUXTRAVAUX

OBJECTIF :

INTERVENANTS :

Réaliser les travaux d’aménagement (dalle et massif béton, renforcements de structures ...).

Installer les différentes infrastructures (pylônes, baies, coffrets FH, énergie …).

L’ordre d’engagement travaux est pris par le DR voire le DN.

Ensuite le suivi est réalisé par le responsable déploiement de l’agence et le maître d’œuvre d’exécution

Cette phase dure de 2 à 4 semaines en fonction de la complexitédes structures.

RECETTESRECETTES

OBJECTIF :

INTERVENANTS :

Valider la qualité des travaux réalisés : Recette travaux Recette radio (défauts antennes, câbles, LNA, …) Recette Transmission (pertes, puissances reçues FH…)

Le responsable mise en réseau de l’agence, le maître d’œuvre d’exécution, les ingénieurs radio (antennes Radio) et transmission (FH)

Les PV de recettes sont rédigés par le maître d’œuvre d’exécutionet vérifiés par Bytel.

CHAQUE ACTION CONTRIBUE A LA QUALITE DU RESEAU

INTEGRATIONINTEGRATION

OBJECTIF :

INTERVENANTS :

Tests locaux : Mise sous tension des équipements. Tests lignes : vérification du dialogue BTS-BSC au

travers du lien de transmission.

Le fournisseur, Le maître d’œuvre d’exécution, l’ingénieur mise en réseau, la maintenance

Il s’agit de vérifier que les différents éléments du site sont opérationnels :

A ce stade, le site est capable d’émettre et de recevoir. Reste à passer à l’étape du service commercial

MISE EN SERVICEMISE EN SERVICE

OBJECTIF :

INTERVENANTS :

Le site est intégré L’avis ANFR est positif (Obtention du droit d’émission)

Ingénieur Optimisation, DOR (Direction des Opérations Réseau)

C’est l’étape ultime qui permet aux clients d’utiliser le site pour passer des appels.

La mise en service est faite si :

LE SITE VA ECOULER SES PREMIERES COMMUNICATIONS...

FOURNIR LE MAXIMUM DE COUVERTURE

(nombre de barrettes)

BUTBUT

en garantissant une qualité de service optimale

SUR QUOI AGIR ?SUR QUOI AGIR ?

1. Puissances des émetteurs / systèmes de couplage2. Choix des antennes Radio et du type de

raccordement FH / LL3. Diversité4. Type et longueur des câbles5. Nombres de secteurs et azimut des antennes6. Position du site (X, Y, Hma)7. Équilibre de la communication8. Bibandisation (GSM étendu)

Si PW = 1 W, alors PdBm = 30 dBm

Conclusion :

PdBm (PW) = 1mWPW 10 log

RAPPELRAPPEL

Puissance : PA (Power Amplifier)

PA d’1 BTS S 8000 (Nortel) = 30 W soit 44,7 dBm

PA d’1 BTS S 4000 (Nortel) = 20 W soit 43 dBm

PA d’1 BTS S 2000 (Nortel) = 2 W soit 33 dBm

PUISSANCEPUISSANCE

Un coupleur permet de relier plusieurs DRXà une même antenne

Attention : Un coupleur provoque un affaiblissement du signal

DRX DRX

?

DRX DRX

coupleur

COUPLAGECOUPLAGE

D

H2D

H4D

Le couplage influe sur le rayon et le niveau de couverture d’un émetteur

PUISSANCE ET COUPLAGEPUISSANCE ET COUPLAGE

Qu’est ce que c’est ?

Elles sont constituées :

A quoi ça sert ?

Convertir les signaux électriques générés par les équipements en champ magnétique

A amplifier des signaux émis ou reçus : c’est un concentrateur d’énergie

D’un cadre arrière D’un ensemble de dipôles rayonnants D’un capot de protection (radôme) D’un accès hyperfréquences

Installation Fixation sur mât tubulaire Orientation préférentielle

LES ANTENNES RADIOLES ANTENNES RADIO

Elles sont caractérisées par :

Une ouverture horizontale (OH) : 33°, 65°, 85° ou 120°

Une ouverture verticale (OV) : 5° à 15°

Un gain (GA) qui varie de 6 à 18 dBi

Leur encombrement et leur poidsH : H : 1 1 2 m2 mL : L : 15 15 30 cm30 cmP : P : 3 3 10 cm10 cmPd : Pd : 6 6 30 kg30 kg


Diagramme de rayonnementDiagramme de rayonnement

L’ouverture d’une antenne est définie à - 3 dB de son gain maximum


85°

- 3

- 3

Antenne à ouverture

horizontaleAngle à 85°

85°

- 3

- 3

L’ouverture d’une antenne est définie à - 3 dB de son gain maximum

Antenne à ouvertureverticale

Angle à 10°10°

- 3

- 3

Diagramme de rayonnementDiagramme de rayonnement


Lobe avantLobe arrière

Tiltage de 2° à 5°

LES ANTENNES SECTORIELLESLES ANTENNES SECTORIELLES

Il existe deux types de diversité :

diversité spatiale : Elle se caractérise par l’installation de 2 antennes sur un même secteur, soit 2 points de réception, donc amélioration du niveau de signal reçu par la BTS.

diversité de polarisation : une même antenne

Améliorer la réception de la BTS en utilisant plusieurs points de réception ou les différentes polarisations des antennes

LA DIVERSITELA DIVERSITE

OBJECTIF :

Ils relient les antennes à la baie.

Ils provoquent une forte dissipation d’énergie. Leur longueur et leur diamètre jouent donc un rôle primordial.

Perte autorisée = 3 dBsoit 50% de puissance perdue dans le câble.

Si la perte est supérieure à 6 dB, c’est 75% de la puissance émise qui sera perdue.

Perte autorisée = 3 dBsoit 50% de puissance perdue dans le câble.

Si la perte est supérieure à 6 dB, c’est 75% de la puissance émise qui sera perdue.

REGLEREGLE

LES CÂBLESLES CÂBLES

La mise en place d ’un connecteur entraîne une perte supplémentaire de 0,5 dB, soit 1 dB pour un raccordement bretelle - feeder.

Cisaillement, rayon de courbure (fonction du diamètre).

ATTENTION :

AUTRES RISQUES :

LES CÂBLESLES CÂBLES

Outre les points évoqués précédemment, la qualité de la couverture d’un site dépend bien évidemment de sa position

BIEN PAS BIEN

POSITIONPOSITION

PARAMETRAGE RADIOPARAMETRAGE RADIO

Déclaration de voisinageDéclaration de voisinagePlanification de fréquencePlanification de fréquence

LA DECLARATION DE VOISINESLA DECLARATION DE VOISINES

Nombre de voisines maximum pour une cellule (32 pour Nortel).

Assurer les HO.

Réciproque.

Minimum : cellule du même site.

PLANIFICATION FREQUENCES RADIOPLANIFICATION FREQUENCES RADIO

Indicateurs de qualité d’un plan de fréquence :

Taux de coupure.

Taux de coupure sur HO.

Pourcentage d’échec d’assignation TCH.

Pourcentage HO intracell / qualité DL.

PLANIFICATEUR FREQUENCES RADIOPLANIFICATEUR FREQUENCES RADIO

Utilisant la ressource spectrale allouée.

Assurant une évolutivité du réseau (nouveaux sites BTS, ajouts de TRX).

Dimensionnant les couches BCCH-TCH en fonction d’un état à l’instant « t » du réseau.

Prenant en compte les voisinages alloués pour assurer la couverture radio.

Respectant deux canaux d’écart entre voisines pour le BCCH.

OBJECTIFAssurer une qualité de service pour le réseau en :

ROLE OUTIL ROLE OUTIL PLANIFICATION CELLULAIREPLANIFICATION CELLULAIRE

Gestion des bases de données.

Propagation radio : aide à la décision de choix radiod’un site BTS.

Dimensionnement du réseau : Modèles de trafic. Modélisation d’interférences. Réalisation d’un plan de voisinage. Réalisation d’un plan de fréquence et BSIC.

OUTIL DE PLANIFICATION : PLANETOUTIL DE PLANIFICATION : PLANETDiagramme de rayonnementdes antennes

BDD SITES BDGModèles depropagation

PREDICTIONSPREDICTIONS

Trafic/commune Poids/Clutter

Trafic/BTSTrafic/BTS

Matrice d’interférences

Matrice d’interférences

Plan de fréquenceBCCH + TCH

Plan de fréquenceBCCH + TCH

Seuils C/I, C/Aacceptables

Fréquencesdisponibles

Liste de voisinages

CARTE DE COUVERTURECARTE DE COUVERTURE

Plan BSICPlan BSIC

Exceptions

ALGORITHME DE PLANIFICATIONALGORITHME DE PLANIFICATIONautomatique de fréquenceautomatique de fréquence

Connaissance des limites de modèles de propagation sur la zone étudiée.

Connaissance terrain des sites (dégagement radio et interférences) : exceptions.

Audit sur les voisinages déclarés (contraintes).

Déterminer l’évolutivité et le dimensionnement des fréquences adopté sur la zone.

Points essentiels avant l’utilisation d’outil de simulation

ALGORITHME DE PLANIFICATIONALGORITHME DE PLANIFICATIONautomatique de fréquenceautomatique de fréquence

Modélisation en problème mathématique.

Recherche de coût minimum.

Efficacité des outils dépendant de l’algorithme utilisé.

Notions de pénalités (viol de contraintes : relations de voisinages, exceptions, sites, fréquences illégales, seuils d’interférences).

Principes des algorithmes

UTILISATION SAUT DE FREQUENCEUTILISATION SAUT DE FREQUENCE

Quand ? Lorsque le réseau, mature, est arrivé en limite de capacité.

Les apports : minimisation des interférences TCH pour améliorer la qualité de service.

Les inconvénients : Perte de visibilité sur le suivi Augmentation des HO qualité. Qui brouille quoi ?

PARAMETRES SAUT DE FREQUENCEPARAMETRES SAUT DE FREQUENCE

Motifs 1x1 / 1x3 principalement.

Séquences de saut (MA list): à rendre pseudo orthogonales / longueur N.

HSN (Hopping Sequence Number) : définition de la liste de saut. HSN [0,63]. Utilisation : 1 HSN/site.

MAIO (Mobile Allocation Index Offset) : index permettant un décalage sur la position du canal d’émission dans la MA list. MAIO [0 ; HSN - 1]. 1 MAIO par TRX.

L’INGENIERIE TRANSMISSIONL’INGENIERIE

TRANSMISSION

LA TRANSMISSION - HISTORIQUELA TRANSMISSION - HISTORIQUE

1888 : Première transmission par faisceau hertzien (Hertz - 1 000 MHz).

1930 : Première transmission et réception d’hyperfréquences (France - 1,7 GHz).

1931 : Transmission Douvres - Calais (40 km à 1,7 GHz. Antenne de 3 m).

1934 : Premier FH commercial en service (Douvres - Calais - aéroports).

1936 : Premier FH multivoies (9).

1947 : Liaison Boston-New York à 4 GHz, 100 voies.

1953 : Première liaison mobile Paris-Lille-Strasbourg(3 canaux, 240 voies).

2001 : Premiers FH en MAQ 16.

HISTORIQUEHISTORIQUE

LA TRANSMISSION - HISTORIQUELA TRANSMISSION - HISTORIQUE

1888 : Première transmission par faisceau hertzien (Hertz - 1 000 MHz).

1930 : Première transmission et réception d’hyperfréquences (France - 1,7 GHz).

1931 : Transmission Douvres - Calais (40 km à 1,7 GHz. Antenne de 3 m).

1934 : Premier FH commercial en service (Douvres - Calais - aéroports).

1936 : Premier FH multivoies (9).

1947 : Liaison Boston-New York à 4 GHz, 100 voies.

1953 : Première liaison mobile Paris-Lille-Strasbourg(3 canaux, 240 voies).

2001 : Premiers FH en MAQ 16.

LES FAISCEAUX HERTZIENSLES FAISCEAUX HERTZIENS

NOTIONS DE FHNOTIONS DE FH

Ondes radio : 2 à 40 GHz

Antennes très directives.

IDU / ODU / Antenne

Phénomènes relatifs aux FH

Plus la fréquence est grande et plus les pertes par kilomètre exprimées en dB/Km sont élevées.

En fonction de la fréquence utilisée, les FH sont plus ou moins sensibles aux hydrométéors.

Tout obstacle se trouvant dans la zone de Fresnel occasionne une perte très importante sur le niveau reçu.

Zone de Fresnel


Différentes étapes dans leur conception

Etudier le profil

Faire la ligne de vue (repérage terrain, prestataires).

Calculer le bilan de liaison pour connaître l'indisponibilité et la qualité de la liaison.

Dimensionner le lien FH et vérifier les autorisations administratives.

Demander éventuellement la coordination du FH à l'ART-ANF.

Recetter le lien FH.


Profil de terrain :

prof2.pl3

Date 01-14-98

Site #1LatitudeLongitudeAzimuthElevation 1600 m ASLAntenna CL 30.0 m AGL

Site #2LatitudeLongitudeAzimuthElevation 851 m ASLAntenna CL 30.0 m AGL

Frequency = 500.0 MHzK = 10000

%F1 = 60.00

Path Length (47.30 km)0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Ele

vat

ion

(m

eter

s)

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800


LA PROPAGATION EN TRANSMISSIONLA PROPAGATION EN TRANSMISSION

Elle dépend :

De l’espace libre 1/d². Des obstacles : visibilité directe + 1er ellipsoïde de Fresnel

dégagé.

Zone de Fresnel

A B

C

AC + CB = AB + /2AC + CB = AB + /2


Elle dépend :

De la stratification de l’atmosphère (incurvé vers le sol suite aux différences de pression et d’humidité) :

Augmentation du rayon terrestre de 4/3 en moyenne.

k < 1 (périodes d’infraréfraction).- Notion de kmin (fonction de la distance)

* 20 km kmin = 0,56* 50 km kmin = 0,8

- Dégagement partiel (affaiblissement de 6 dB)

Notion de conduit (disparition de la notion d’horizon). Conduit

d’évaporation (été sur mer matin + soir).


Elle dépend :

Des trajets multiples créés par la troposphère : Evanouissements (nuits, premières heures de la matinée

en été, eau).

Des trajets multiples créés par la réflexion sur le sol : Mer, lac, terrain humide. longueur courte. Evanouissements

AC + CB = AB + AC + CB = AB + Zone de Fresnel

A B

CF2F2

F1F1

Quand la réflexion se produit sur un plan tangent à F2 :


SOLUTIONS pour éviter les trajets multiples par réflexion sur le sol :

1 - Hauteurs d’antennes différentes (point de réflexion non présent à la surface du sol réfléchissant).

MER


2 - Protection d’une des antennes par un obstacle naturel.

MER

SOLUTIONS pour éviter les trajets multiples par réflexion sur le sol :

3 - Diversité d’espace.


Elle dépend aussi de :

Hydrométéores : Neige, gel, brouillard f > 10 GHz

Gaz de l’atmosphère : Vapeur d’eau, oxygène f > 15 GHz.

MOYENS D’EVALUATION PROPAGATIONMOYENS D’EVALUATION PROPAGATION

LOS Line Of Sight (vérification des pré-requis). Ligne de Vue.

Cartes.

Etude de trajets.

Moyens de localisation.

MNT.

Outils de propagation radio-électrique

Comptages.

NOTION QUALITE & DISPONIBILITENOTION QUALITE & DISPONIBILITE

Qualité et disponibilité dépendent de deux facteurs :

La performance des équipements (mesures possibles) : pannes, instabilités, alimentations, connectique...

(mesurable)

Les effets de la propagation (statistiques)

OBJECTIFS QUALITE & DISPONIBILITEOBJECTIFS QUALITE & DISPONIBILITE

Les objectifs en terme de qualité et de disponibilité sont définis par des organismes internationaux denormalisation.

Ils dépendent : des évanouissements dont la durée dépasse 10 secondes. des erreurs humaines. des pannes.

AMELIORATION DE LA DISPONIBILITEAMELIORATION DE LA DISPONIBILITE

Diversité de fréquence, liaison 1 + 1 (commutationde la chaîne, canal de secours, HSB).

Diversité d’espace.

Limitation des interférences lors de l’étape de conception :

Diagrammes d’antennes, minimisation des lobes secondaires et arrières. Bilan de liaison : définition des puissances d’émission. Plan de fréquence, croisement de polarisation. Minimisation des phénomènes de perturbation (réflexion, conduit, perturbateurs externes : Météo France, radars…).

PLUS LA FREQUENCE EST ELEVEE PLUS LES BONDS SONT COURTS

Les liaisons BTS - DN sont en majorité en FH 38 GHz, distance maximum 5 km

Si la distance est plus longue (5 à 10 km) la liaison se fera à 23 GHz

Si la distance est supérieure à 10 km on peut envisager une fréquence plus basse

QUELQUES PRINCIPESQUELQUES PRINCIPES

Fréquences utilisées pour le réseau BTS / BSC (capillaire) :

Utilisation des bandes 23 et 38 GHz

Liaisons jusqu'à 5 km pour le 38 GHz

Liaisons jusqu'à 15 km pour le 23 GHz

Débits : 4x2 Mbit/s, 5x2 Mbit/s

Canaux attribués pour toute la France

Ingénierie faite par les équipes régionales de transmission.

FREQUENCES UTILISEESFREQUENCES UTILISEES

FHFH

Diamètre Antenne

Diamètre Antenne

Distance Max (en Km)

Distance Max (en Km)

383830 cm 5

60 cm 7

2323

30 cm 10

60 cm 15

75 cm 17

120 cm 20

FAISCEAUX HERTZIENSFAISCEAUX HERTZIENS

FREQUENCES TRANSMISSIONFREQUENCES TRANSMISSION

6 GHz 7 GHz 13 GHz 18 GHz 23 GHz 26 GHz 38 GHz

Nb de canaux 8 8 2 --> 8 11 SDH / 22 16x2 6 6 PDH/3 SDH 8

PDH 16x2 --> 4x2 16x2 --> 8x2 4x2 16x2 4x2

SDH X X X X

23 GHz : radioastronomie6 GHz : météo

2x2 : canal de 3,5 MHz 4x2 : canal de 7 MHz 16x2 : canal de 28 MHz (14 MHZ 16 QAM) SDH : canal de 20 à 40 MHz

!

FREQUENCES TRANSMISSIONFREQUENCES TRANSMISSION

Occupation des bandes (en %) :

960 MHz - 10 GHz 10 GHz - 65 GHz

ART 35 36

DEFENSE 43 31

CSA 2 4

CNES 6 20

AVIATION CIVILE 9 2

PHARES/BALISES 3

METEO 2 1

C'est relier les différents éléments de réseau :

Relier les BTS aux BSC Relier les BSC aux MSC Relier les MSC aux Réseaux commutés Relier les MSCs entre eux Relier d'autres éléments de réseaux tel que les systèmes de

gestion, de facturation, les HLR, VLR.... VMS

Qu'est ce que la transmission Qu'est ce que la transmission dans un réseau cellulaire ?dans un réseau cellulaire ?

MSC

BTS

BSC

TRANSMISSION & RESEAU CELLULAIRETRANSMISSION & RESEAU CELLULAIRE

Le réseau : transmission ou tuyauterie ?

C'est une histoire de tuyau

Les abonnés ont besoin de flux de données numériques

Le plombier calcule les différents diamètres des tuyaux

Quand les flux sont plus gros, les tuyaux doivent être suffisamment bien dimensionnés pour faire passer les données, et prévus pour l'accroissement futur des débits.

ELEMENTS DU RESEAUELEMENTS DU RESEAU

Comment relier les éléments du réseau ?

Par une Ligne Louée (France Télécom) Par un câble HF ou coaxial Par fibre optique Par Faisceau Hertzien Par combinaison de plusieurs solutions


Pourquoi ne raccorde-t-on pas une BTS directement à son BSC associé ?

Problème d'interférences Problème de distance Problème de négociations (nombre

d'antennes négociées) Problème de vue directe

BSC

Utilisation d’un DN (relais Transmission)Distribution Node : noeud de distribution


Différentes façons de connecter une BTSDifférentes façons de connecter une BTS

BSC

BSC

DIFFERENTES CONNECTIONSDIFFERENTES CONNECTIONS

DNDN

Réseau Backbone• Relier les MSC aux réseaux commutés

• Relier les MSC entre eux

• Relier les MSC aux BSC

Réseau Capillaire• Relier les BTS aux BSC

Réseau de données (Signalisation)• Relier d'autres éléments de réseaux tel que le systèmes de gestions, de

facturation, les HLR, VLR...

VLR

HLR

DIVISION RESEAU EN 3 CATEGORIESDIVISION RESEAU EN 3 CATEGORIES

Backbone (sites THS)

Distribution (sites DN)

Capillaire (sites BTS)

Liens nationaux

Liens de distribution

Liens capillaires

ARCHITECTURE DE RESEAUARCHITECTURE DE RESEAU

Positionnement sites, définition du phasageANALYSE PLAN CELLULAIRE

ANALYSE PLAN ARCHITECTURE BSC PCUImpact à 3 ans sur les équipements BTS, BSC, PCU et liens ABIS, ATER, AGPRS et Gb Evolution Trafic, Nvx sites BSC-PCU Nbre MIC, hypothèses technos

SCHEMA DIRECTEUR TRANSMISSION Impact à 3 ans sur le réseau transmission Nbre LL/FH Nbre DN Nbre FH PDH / SDH par débit et type

ANALYSE PLAN OPERATIONNEL ARCHITECTURE

PLAN DNIdentification des besoins DN, ZR, ROI,Visites terrain, LOS

PLAN DE TRANSMISSIONPLAN DE TRANSMISSION

Besoins sur 1 an en terme d’équipements BSS

PLAN OPERATIONNEL TRANSMISSION Besoins sur 1 an en terme d’équipements Transmission

BTS : Base Transceiver Station.BSC : Base Station Controller.MSC : Mobile-Services Switching Centre.

BTS

BTS

BSC

MSC

BTS

BTS

BTSMSC

BSC

La problématique : les éléments du réseauLa problématique : les éléments du réseauà raccorderà raccorder


BTS

BTS

BTS

BTS

BSC

MSC

BSC

BTS

BTS

BTSMSC

BTS : Base Transceiver Station.BSC : Base Station Controller.MSC : Mobile-Services Switching Centre.


BTS

BTS

FH PDH

FH PDH

LL

LL

Chaînage

Drop

FH SDH

SDH / FO

Sites "bas"confiner le rayonnement

Sites placés en hauteur"faisceaux hertziens"

Adaptation : plaque de cellules, qualité radio

Une certaine stabilité :calcul de flux, dimensionnement

RADIORADIO TRANSMISSIONTRANSMISSION

Diffusion : rayonnement large Pinceau étroit

Se cacher des autres : éviter les interférences

Etre vu et voir : en ligne directe

Se joue des obstacles, les utilise Doit éviter tout obstacle et disposer d'une ligne de vue

Surtout pas de trajets multiplesUtilise la réflexion

Une part d'aléatoire, optimisation Une certaine stabilité :calcul de flux, dimensionnement

Mise en place de "plaques" Mise en place d'un maillage

DIFFERENCES RADIO / TRANSMISSIONDIFFERENCES RADIO / TRANSMISSION

SUPPORTS PHYSIQUES SUPPORTS PHYSIQUES EN TRANSMISSIONEN TRANSMISSION

FIBRE OPTIQUEFIBRE OPTIQUE

AVANTAGES : Débit : 200 Gbit/s.

Très faible atténuation (< 1 dB/km).

Encombrement minimum.

Bande passante.

INCONVENIENT :

Coût.

FIBRE OPTIQUEFIBRE OPTIQUE

Croissance exponentielle de la capacité des réseaux FO

TDM : Multiplexage par répartition dans le temps (même support physique)

Signal d’entrée à synchroniser (multiplexeur électrique)

WDM : Multiplexage par répartition en longueur d’onde (plusieurs supports physiques – λ différentes – dans un même support)

Pas de contrainte de synchronisation (transpondeur optique)

160 λ max par fibre (le plus courant = 10 λ)

DWDM (Dense WDM): Plus faible atténuation [1460;1595 nm]

FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUEFIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE1850 : Premier câble télégraphique transatlantique (Douvres Calais)

1960 : Premières fibres optiques (atténuation 1 000 dB/km).

1975 : Fibres optiques (atténuation 20 dB/km).

1981 : Fibres optiques (atténuation 0,2 dB/km).

1987 : Concept de multiplexage en longueur d’onde (WDM).Espacement : 200 GHz / 100 GHz.

1989 : Premiers câbles transatlantiques à ampli à fibres répéteurs : 50 km.

FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUEFIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE1864 : Premier câble télégraphique transatlantique 1 canal.






FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUEFIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE1864 : Premier câble télégraphique transatlantique 1 canal (Douvres / Calais)






FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUEFIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE1850 : Premier câble télégraphique transatlantique (Douvres Calais)






PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)

Multiplexage / démultiplexage à chaque niveau (surdébit variable): permet de gérer des signaux #)

Débits de base :

2.048 8.448 34.368 139.264

Utilisation : 4x2 / 16x2 / 5x2 / 10x2 / 40x2 (Bas et Moyen Débit)

Limites :

Ces débits sont utilisés en Europe.Ils sont différents au Japon et aux USA

Contrôle de qualité (pas de gestion / supervision centralisée)

Capacité max à 56 Mic

SDH (Synchronous Digital Hierarchy)SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

1988 (Corée).

Compatibilité avec PDH par encapsulation

Ensemble de conteneurs (Cn).

Surdébit (10% Path OverHead POH) pour besoin exploitation => Supervision centralisée (VCn)

Localisation des VCn à travers des pointeurs (Affluent)

=>Extraction et intégration de signaux de débits différents

SDH (Synchronous Digital Hierarchy)SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

Débit de base STM (Synchronous Transport Module): 155 (STM1), STM4, STM 16, 64, 256.

Moyenne capacité > STM16/64. FO ?.

Disponibilité élevée (architectures reconfigurables) : protection de conduit dans un réseau en anneau.

Utilisation : liens entre les BSC, raccordement « gros » DN, Backbone national.

Les matériels disponiblesLes matériels disponibles

- Différents débits: 4,5,8,10,16,20,32,40,64 Mic

- Différentes fréquences: 6, 13, 18, 23, 38 GHz

- Différents supports physiques: Hertziens Lignes louéesFibres optiques

- Différentes antennes: Plates, Cornet, paraboles (30, 60, 90, 120, 180, 300 cm)…

- Différentes techniques: guides d’ondes (Odu déportés ou Sdh, coaxiaux…), diversité

- Différentes modulations (4Qam/16Qam)

Le métier d’ingénieur TransmissionLe métier d’ingénieur Transmission Conception des actions à réaliser (études technico-

économiques):

Etude Outils de simulation

Lancement de Los

Mutations de liens (LL/FH, FH/FH, LL/LL)

Upgrade de FH (4 mic vers 8/10 Mic ou 16/20 Mic, 16 Mic vers 32 Mic ou 40 Mic ou Sdh)

Nouveaux sites DN/BSC

Définition d’un programme d’activité (EB / PO)

Le métier d’ingénieur TransmissionLe métier d’ingénieur Transmission Suivi des opérations avec les agences

Validation des plans (Etape de Validation)

Constructibilité du projet :

- commande des équipements (LL ou FH)- réalisation du bilan de liaison (si FH)

Plan de fréquenceDéfinition des paramètres des FH

Mise en service du lien :

- Mutation du trafic (routage) - Ajout de Mic ou dédropage

Le métier d’ingénieur TransmissionLe métier d’ingénieur Transmission

Suivi de la qualité de service des liens transmission:

Faisceaux Hertziens Pdh Lignes Louées (France Telecom)

Lancement d’actions préventives ou curatives (service Exploitation) :

Audits de FH Actions vis-à-vis de FT Demandes d’interventions maintenance (TT) Changements d’architecture

La TransmissionLa Transmission

Un enjeu technique et économique pour les réseaux Haut Débit

L’INGENIERIE PERFORMANCE

L’INGENIERIE PERFORMANCE

OPTIMISATION DE RESEAUOPTIMISATION DE RESEAU

Optimisation de couverture.

Etude et amélioration des performances du réseau.

Paramétrage du réseau.

Trois activités principales

OPTIMISATION DE COUVERTUREOPTIMISATION DE COUVERTURE

Quand ? Lorsque le site est intégré.

Comment ?

BASE : des mesures numériques de couverture et de QoS.

VERIFICATION DE LA CONCEPTION : couverture (niveaux de champs), voisinages (handover), fréquences (brouillage).

OPTIMISATION : antennes, tilts, paramètres (voisinages et

fréquences/BSIC).

QUALITE DE SERVICE DU RESEAUQUALITE DE SERVICE DU RESEAU

Quand ? Lorsque le site est optimisé.

Base : indicateurs dans le temps. Trafic. Signalisation. HO. Coupures de communications. Assignation de canaux.

QOS Voix + Data

Plaintes Client

NOTIONS D’ALERTEURNOTIONS D’ALERTEUR

Analyses.

Actions. Paramètres. Systèmes physiques. Intervention maintenance (TT).

PARAMETRAGEPARAMETRAGE

Actions possibles sur le réseau : Mise en service de sites. Ajout de capacité (TRX, baies d’extension, changement de

coupleurs). Intervention maintenance (TT). Modifications d’architecture (reparentages BTS, BSC, LAC…). Changement de fréquences...

Objectif : fournir l’ensemble des données compréhensibles par

l’OMC-R (fonction du constructeur) adaptées à l’opération.

Gestion de données d’un réseau GSMGestion de données d’un réseau GSM

Pour être effective, toute action effectuée sur un réseau Pour être effective, toute action effectuée sur un réseau GSM doit être paramétrée à l’OMC-RGSM doit être paramétrée à l’OMC-R

La PerformanceLa Performance

Un enjeu qualitatif pour les clients et les nouvelles technologies

L’INGENIERIE ARCHITECTURE

BSS

L’INGENIERIE ARCHITECTURE

BSS

LA BTSLA BTS

Traitement de signal : Modulation/démodulation, égalisation, codage/décodage,

entrelacement/désentrelacement, chiffrement/déchiffrement.

Saut de fréquence

Système de couplage - diversité d’espace.

Traitement radio pour décision par BSC : Mesures radio. Handover. Contrôle de puissance.

1 - CARACTERISTIQUES1 - CARACTERISTIQUES

LA BTSLA BTS

BCF (Base Common Function): management de l’interface Abis / gestion du temps GSM.

TRX : gestion du TDMA + amplification. Système de couplage : couplage des émetteurs/récepteurs (duplexeur, hybride).

2 - ARCHITECTURE FONCTIONNELLE2 - ARCHITECTURE FONCTIONNELLE

Système de couplageSystème de couplageSystème de couplageSystème de couplage

TRXTRXTRXTRX

BCFBCFBCFBCF

Antenne

Mobile

BSC

LA BTSLA BTS

Configuration en étoile (directe) :

3 - CONFIGURATION DES LIENS BTS / BSC3 - CONFIGURATION DES LIENS BTS / BSC

Configuration à chaînage / drop :

AbisBSC

BTS

BTS

BTS BTS

BSC

LE BSCLE BSC

Gestion des ressources radio (décision des HO, contrôle de puissance, allocation de canaux) et traitement de l’appel.

Concentration de MIC

1 - RÔLES1 - RÔLES

LE BSCLE BSC

2 - ARCHITECTURE GENERALE2 - ARCHITECTURE GENERALE

CPUCPUCPUCPU ContrôleurContrôleurx 25x 25

ContrôleurContrôleurx 25x 25

Contrôleur Contrôleur de MICde MIC


Matrice deMatrice decommutationcommutation

Matrice deMatrice decommutationcommutation


Contrôleur Contrôleur de MICde MICBTS

OMC-R

TCU/MS

LE BSCLE BSC

Dimensions (BSC 2G): Hauteur : 2 m Largeur : 80 cm Profondeur : 60 cm Poids : 250 kg

Différents types : 6000, 12000, E3...

3 - DIMENSIONS3 - DIMENSIONS

LE TRAULE TRAU

Réduire le nombre de MIC nécessaires pour transporter la voix et les données.

Convertir quatre canaux à 16 kbit/s dans un canal PCM à 64 kbit/s.

Localisés sur le MSCLocalisés sur le MSC

BSC MSC

TRAUTRAUTRAUTRAUInt.Ater

Int.A

SYSTEME NSSSYSTEME NSS

HLR (enregistreur de localisation nominale :Base de données qui gère les abonnés d’un PLMN donné ainsi que le VLR où le mobile est enregistré.

IMSI MSISDN Profil de l’abonnement

MSC : Etablissement des canaux de trafic et commutation vers des PLMN autres.

VLR (enregistreur de localisation d’accueil) : Base de données qui mémorise les données d’abonnement des clients présents dans une zone géographique. Dialogue MSC-VLR pour la gestion de mobilité.

PROCEDURES DE DIMENSIONNEMENTPROCEDURES DE DIMENSIONNEMENT

VLR

INT ATERINT ATERINT ATERINT ATER

TCUTCUTCUTCU

HLR

INT AINT AINT AINT A

BSC

INT AGPRSINT AGPRSINT AGPRSINT AGPRS

PCUPCUPCUPCU

INT GbINT GbINT GbINT Gb MSC

SGSN

INT ABISINT ABISINT ABISINT ABIS

BTS

DIMENSIONNEMENT BTSDIMENSIONNEMENT BTS

Nombre de TRX (dimensionnement SDCCH/TCH). Nombre de MIC Abis. Configuration BTS en cartes. Nombre et types de coupleurs H2D/H4D et types

d’antennes.

1 TS SDCCH = 8 canaux SDCCH.

1 TRX = 8TS = 2 IT MIC ABIS.

1 IT MIC LAPD = 8 TRX max.

1 MIC ABIS = 14 TRX


Cartes : MIC + LAPD

Modèle de traficModèle de trafic Nombre de TCHNombre de TCH Nombre de SDCCHNombre de SDCCH

TCH / SDCCH / TSTCH / SDCCH / TS

Nombre de TRXNombre de TRX

Nombre de LAPDNombre de LAPD

Nombre de MIC ABISNombre de MIC ABIS

Nombre de cartesNombre de cartes

- Clients- Activité- Signalisation


5 % congestion

1 TRX : capacité max 2.96 E






MODIFICATION DIMENSIONNEMENT BTSMODIFICATION DIMENSIONNEMENT BTS

Changement de coupleur : délai 1 mois.

Ajouts TRX/ABIS : délai 1 mois Curatif (seuil de congestion) pour effet ponctuel, pannes, ... Par anticipation (effet saisonnier)

Impact sur les liens de transmission

La capacité des BTS en TRX est fonction du nombre de baies implantées :

1 baie = 8 TRX 2 baies = 16 TRX 3 baies = 24 TRX

!

DIMENSIONNEMENT BSCDIMENSIONNEMENT BSC

Limites d’un BSC : configurables (plusieurs capacités) 64 à 128 Mic 600 à 3000 E (dépend du modèle d’abonné, des locations

update, du nombre de HO).

Nombre de BSC

Nombre de cartes (Trafic, Connectique: Abis, Ater, Agprs)

Parentages BTS.

Définition des LA et RA

Définition du meilleur emplacement.

! Délai d’ajout de BSC : 5 mois minimumDélai d’ajout de BSC : 5 mois minimum

DIMENSIONNEMENT ATERDIMENSIONNEMENT ATER

Trafic BH BSC nombre d’ATERS

! Délai d’ajout d’ATERS : 3 moisDélai d’ajout d’ATERS : 3 mois

Nombre d'Aters

Trafic maximal (E)

2 2113 3264 442

5 5616 6767 7958 900

DIMENSIONNEMENT PCUDIMENSIONNEMENT PCU

Limites d’un PCU: Nombre de liens Agprs (6,12,24)

Fort impact de la technologie Edge

Agprs dynamique

! Délai d’ajout de PCU : 5 mois minimumDélai d’ajout de PCU : 5 mois minimum

DIMENSIONNEMENT AGPRS et GbDIMENSIONNEMENT AGPRS et Gb

Nombre de cellules Configuration TS GPRS

Trafic Data nombre d’AGPRS / Gb

! Délai d’ajout d’AGPRS : 3 moisDélai d’ajout d’AGPRS : 3 mois

DIMENSIONNEMENT TCU & INT ADIMENSIONNEMENT TCU & INT A

1 baie TCU 2G = 4 alvéoles TCU = 4 ATERS 1 baie TCU 3G = jusqu’à 2x16 ATERS

! Délai d’ajout de TCU : 3 mois minDélai d’ajout de TCU : 3 mois min

TRAU TRAU (TCU 2G)(TCU 2G)

TRAU TRAU (TCU 2G)(TCU 2G)

16 kbit/s

4 x 16 = 64 kbit/s16 kbit/s16 kbit/s

16 kbit/s16 kbit/s

16 kbit/s16 kbit/s

16 kbit/s16 kbit/s

MIC AMIC ATER

DIMENSIONNEMENT MSC / SGSNDIMENSIONNEMENT MSC / SGSN

Capacité mémoire (VLR).

Trafic admissible (Voix / Data)

Nombre de cartes de connexion ATERS / Gb

Places TCU (MSC)

! Délai d’ajout de MSC / SGSN: Entre 1 an Délai d’ajout de MSC / SGSN: Entre 1 an 1/21/2 et 2 ans et 2 ans

ACTIVITE DE DIMENSIONNEMENTACTIVITE DE DIMENSIONNEMENT

Maîtrise de trafic (évolution, prévisionnel)

Anticipation du trafic (ajout de baies, BSC, MSC) par extrapolation.

Notions de plan d’Architecture (BSC-PCU), de reparentages BTS, de coefficient estival.

Sur Méditerranée : effet hivernal, effet estival, festival de Cannes, grand prix de Monaco...

Conception du réseau Nouvelles Technologies

Fort lien avec Ingénierie Transmission

L’ArchitectureL’Architecture

Construction des réseaux Haut Débits

Ingénierie des réseaux Radio Mobiles Ingénierie des réseaux Radio Mobiles

- RadioRadio

- TransmissionTransmission

- Performance / Optimisation / Qualité de fonctionnementPerformance / Optimisation / Qualité de fonctionnement

- L’Architecture BSSL’Architecture BSS

+ La Commutation : gestion des MSC+ La Commutation : gestion des MSC

+ La validation des équipements+ La validation des équipements

metiers gsm

Documents

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db urbain

ecart type

hauteur bts

db dpend

clutters type denvironnement

arte diffractante

calcul de la diffraction