1. Dédicace SUPCOM
Cycle de formation des ingénieurs en Télécommunications
Option :
Réseaux et services mobiles
Thème :
Développement d’une chaîne de mesure pour
l’évaluation de couverture GSM
Elaboré par : M. Houcine NAJI
Encadrants :
M. Mohamed AYADI
M. Hatem BOULABIAR
Travail proposé et réalisé en collaboration avec GET Wireless
(Global Expertise Telecom Wireless)
Année universitaire : 2005/2006
1

2. Dédicace SUPCOM
Dédicace
A mes très chers parents
Dont leurs mérites, leurs sacrifices, leurs qualités humaines m’ont permis de vivre ce jour :
Les mots me manquent pour exprimer toute la reconnaissance, la fierté et le profond amour que je
vous porte pour les sacrifices qu’ils ont consenti pour ma réussite, qu’ils trouvent ici le témoignage
de mon attachement ma reconnaissance, gratitude et respect, que dieu leur préservent bonne santé et
longue vie. Tous mes sentiments de reconnaissance pour vous.
A mes frères&soeurs
J’espère atteint le seuil de vos espérances. Que ce travail soit l’expression de ma profonde
affection Je vous remercie pour le soutient moral et l’encouragement que vous m’avez accordés .Je
vous souhaite tout le bonheur que vous méritez
En leur souhaitant un brillant avenir.
A mes oncles et ma famille
Que je ne pourrais nommer de peur d’en oublier mon attachement et mes affections les plus
sincères
A mes ami(e) s
A tout ceux qui ont su m’apporter aide et soutient aux moments propices, Je dédie ce travail,
reconnaissant et remerciant chaleureusement.
1

3. Remerciements SUPCOM
Remerciements
Avant de présenter mon rapport du projet de fin d étude, je tiens à remercier tous ceux qui,
de près ou de loin, ont contribué à sa réalisation. Ce travail est l’agrégat des résultats des trois
années de formation `a SUP’COM en ce sens que c’est grâce aux connaissances acquises durant
toutes ces années de formation que j’ai pu réaliser ce travail.
A cet effet, le minimum de justice impose que l’apport de chacun des acteurs soit reconnu ne
serait-ce que par de remerciements :
J’adresse mes remerciements les plus sincères à Mr. Mohamed Ayadi, enseignant è
Sup’Com, pour son encadrement, sa disponibilité et ses conseils fructueux qu’il m’a prodiguées le
long de mon projet.
J’adresse aussi mes remerciements à Mr. Hatem Boulabiar le directeur général du GET
Wireless, qui, malgré ses multiples engagements, a accepté de se mettre à mon service en dirigeant
avec d’extrême magnanimité mes travaux ;
Je remercie également tout le staff de l’école plus particulièrement le Directeur et le
Secrétaire Général de l’école, tout le corps enseignant pour leurs connaissances qu’il a bien voulu
me les partager ;
Je ne saurais terminer sans adresser un mot de reconnaissance à toute ma famille pour son
soutien sans faille.
2

4. Liste des tableaux SUPCOM
Table des matières
Dédicace...............................................................................................................................................1
Remerciements.....................................................................................................................................2
Table des matières ...............................................................................................................................3
Liste des figures ...................................................................................................................................5
Liste des tableaux ................................................................................................................................6
Liste des abréviations ..........................................................................................................................7
Introduction Générale.........................................................................................................................8
Introduction au réseau GSM ...............................................................................................................9
I- Introduction .....................................................................................................................................9
II- Architecture du réseau GSM .........................................................................................................9
II .1-Les entités de base d’un réseau GSM ...............................................................................................10
II.1.1-La BTS (Base station Transceiver System) ................................................................................................... 10
II.1.2-Le BSC (Base Station Controller)................................................................................................................. 10
II.1.3-Le MSC (Mobile Switching Center) ............................................................................................................. 11
II .2-Les interfaces du réseau GSM ..........................................................................................................13
III- Caractéristiques de l’interface radio .........................................................................................14
III .1-La transmission dans le GSM ...........................................................................................................14
III .2-Structures temporelles du système GSM..........................................................................................15
III .3-Canaux logiques du système GSM....................................................................................................16
IV- Gestion de la mobilité dans le GSM ............................................................................................17
IV.1-Mécanismes de gestion de l’interface radio .......................................................................................17
IV.1.1-Mécanisme de saut de fréquence .................................................................................................................. 17
IV.1.2-La transmission discontinue (DTX) .............................................................................................................. 18
IV.1.3-Le modèle bicouche...................................................................................................................................... 18
IV.1.4-Le modèle des cellules concentriques ........................................................................................................... 19
IV.1.5-La sectorisation ............................................................................................................................................ 19
IV.2-Procédures de gestion de la mobilité.................................................................................................20
IV.2.1-La gestion de localisation ............................................................................................................................. 20
IV.2.2-Processus de sélection / résélection.............................................................................................................. 20
IV.2.3-Procédure du handover ................................................................................................................................. 21
V- Conclusion ....................................................................................................................................24
Suivi et supervision de la QoS ...........................................................................................................25
I- Introduction....................................................................................................................................25
II- Concepts de la QoS ......................................................................................................................25
III -Les paramètres de réseau............................................................................................................26
III .1-Définition............................................................................................................................................26
III .2-Exemples de paramètres ...................................................................................................................27
3

5. Liste des tableaux SUPCOM
IV- Indicateurs de QoS ......................................................................................................................28
V-Les techniques de supervision de la QoS .......................................................................................28
V.1-Drive test...............................................................................................................................................29
V.1.1-Chaîne de mesure (équipements utilisés)...................................................................................................... 29
V.1.2-Indicateurs mesurés ...................................................................................................................................... 30
V.2-Compteurs OMC-R .............................................................................................................................32
V.3-Processus d’analyse..............................................................................................................................33
VI- Conclusion...................................................................................................................................35
Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace .........................................36
I- Introduction....................................................................................................................................36
II- Principe du téléphone de trace .....................................................................................................37
III- Analyse des trames ......................................................................................................................38
IV. Les commandes AT......................................................................................................................38
V – Développement de l’application ..................................................................................................39
V.1. Présentation du Visual Basic...............................................................................................................39
V.1.1 Critères de choix du Visual Basic................................................................................................................... 39
V.2.L’environnement de travail .................................................................................................................39
V.3 Conception de la solution .....................................................................................................................40
V.4 La programmation de l’interface série RS232 ....................................................................................40
V.5 fonctionnement de l’outil......................................................................................................................42
V .5.1 Menu « fichier »........................................................................................................................................... 42
V .5.1 Menu « connexion »..................................................................................................................................... 42
V .5.2 Menu « mesure ».......................................................................................................................................... 43
V .5.3 Menu « Affichage » ..................................................................................................................................... 46
V .5.4 Menu « A propos » ....................................................................................................................................... 47
VI. Conclusion ...................................................................................................................................47
Développement d’une chaîne de mesure GSM .................................................................................48
I. Introduction....................................................................................................................................48
II. Le système GPS.............................................................................................................................48
II.1 Principe du GPS ...................................................................................................................................49
III. Le SIG..........................................................................................................................................50
IV. Réalisation d’un parcours ...........................................................................................................51
IV.1 Choix d’un parcours..................................................................................................................................51
IV. 2 Evaluation de la couverture .......................................................................................................................53
IV. 3 Evaluation de la qualité .............................................................................................................................55
V. Conclusion.....................................................................................................................................55
Conclusion et perspectives ................................................................................................................56
Bibliographie .....................................................................................................................................57
4

6. Liste des tableaux SUPCOM
Liste des figures
Figure 1.1 : Structures des trames GSM…………………………………………………………….14
Figure 1.2 : Saut de fréquence............................................................................................................18
Figure 1.3: Le modèle bicouche.........................................................................................................18
Figure 1.4: Le modèle de cellules concentriques ...............................................................................19
Figure 1.5 : Processus du handover....................................................................................................22
Figure 2.1: Chaîne de mesure.............................................................................................................29
Figure 2.2 : Montage des équipements de mesure .............................................................................30
Figure 2.3 : Processus d’analyse ........................................................................................................34
Figure 3.1 : Les différents liaisons du mobile...................................................................................36
Figure 3.2: Principe de l’application ..................................................................................................37
Figure 3.3 : Exemple de la trame IDLE récupérée............................................................................38
Figure 3.4 : Menu connexion .............................................................................................................42
Figure 3.5 : Menu mesure ..................................................................................................................43
Figure 3.6 : Menu information cellule_courante................................................................................44
Figure 3.7 : Menu paramètres RF cellule_courante ...........................................................................45
Figure 3.8 : Menu cellule voisines .....................................................................................................45
Figure 3.9: Menu messages et trames ................................................................................................46
Figure 3.10 : Menu affichage .............................................................................................................46
Figure 3.11 : Menu à propos ..............................................................................................................47
Figure 4.1 : Localisation du récepteur par trois satellites ..................................................................49
Figure 4.2 : Récepteur GPS utilisé .....................................................................................................50
Figure 4.3 : Le parcours du test..........................................................................................................52
Figure 4.4: Evaluation de la couverture ............................................................................................54
Figure 4.5 : Evaluation de la qualité du signal...................................................................................55
5

7. Liste des tableaux SUPCOM
Liste des tableaux
Tableau 1.1 : Les caractéristiques de l’interface radio.......................................................................14
Tableau 1.2 : les canaux logiques du réseau GSM.............................................................................17
Tableau 2.1 : Correspondance ente RXQUAL et BER......................................................................31
Tableau 2.2 : Exemples d’indicateurs de l’OMC -R..........................................................................33
Tableau 2. 3: Seuils de la QoS ...........................................................................................................34
Tableau 4.1: fichier de mesures global...............................................................................................53
6

8. Liste des abréviations SUPCOM
Liste des abréviations
AuC Authentification Center
BSS Base Station Sub-System
BTS Base Transeiver Station
BSC Base Station Controller
FDMA Frequency Division Multiple Access
GPS Global Positionner System
GSM Global System for Mobile Communication
HLR Home Location Register
MS Mobile Station
MSC Mobile-service Switching Center
NSS Network Sub System
QoS Quality of Service
TCH Trafic CHannel
TDMA Time Division Multiple Access
OSS Operation Sub-System
OMC Operation and Maintenance Center
VLR Visitor Location Register
7

9. Introduction générale SUPCOM
Introduction Générale
L '
interface radio représente le maillon critique de la chaîne de transmission qui permet de
relier un utilisateur mobile au réseau. C' sur cette interface que le système doit faire
est
face aux différents problèmes que pose le médium radio (atténuation, évanouissement
rapides, interférences). Pour remédier à ces types de problèmes, il faut prévoir un certain nombre de
fonctions de contrôle de nature variée afin que le mobile puisse se rattacher à une station de base
favorable et ceci pour établir une communication, surveiller son déroulement et assurer des
commutations de cellules en cours de communication. La maîtrise de ces fonctions reste la clé
essentielle à tout opérateur pour pouvoir assurer une certaine qualité de service à ses abonnés. Pour
cela les opérateurs ont généralement recours à plusieurs opérations de mesure qui leur permettront,
ultérieurement, d'
analyser l' du réseau, découvrir ses défaillances et ses points de faiblesse et
état
proposer des solutions alternatives aux divers problèmes recensés.
C’est dans ce cadre se déroule notre projet intitulé « développement d’une chaîne de mesure pour
l’évaluation de la couverture d’un réseau GSM » Ce projet a été effectué au sein de GET Wireless
(Global Expertise Telecom Wireless).
Le présent projet est composé de quatre chapitres .Le premier est intitulé « Introduction au réseau
GSM » dans lequel nous avons détaillé l’architecture, les différents procédures ainsi que les canaux
du GSM. Le second est consacré au suivi et supervision de la QoS dans lé réseau GSM .Le
troisième et après cette étude théorique nous avons passé au développement d’un outil permettant
d’acquérir les différents paramètres nécessaires pour la caractérisation de la QoS d’un réseau GSM.
En effet, nous avons donné le principe du mobile à trace ainsi que l’analyse des trames échangées
entre le mobile et le réseau. L’acquisition des ces paramètres se fait en utilisant des commandes AT
après la configuration de l’interface série. Dans ce troisième volet, nous avons détaillé le
fonctionnement de l’outil développé tout en présentant le langage utilisé ainsi que ses critères du
choix. Le quatrième volet est consacré au test de l’outil en l’intégrant à une autre application
développé au sein de l’entreprise accueillante pour évaluer la couverture du réseau GSM d’une
zone choisie(cité El Khadra Tunis) en utilisant un système d’information géographique(MapInfo).
8

10. Introduction au réseau GSM SUPCOM
Chapitre I
Introduction au réseau GSM
I- Introduction
Dans ce chapitre, nous allons présenter le réseau GSM, en insistant sur :
son infrastructure, ses interfaces, la structure de ses trames, ses canaux logiques, ses
procédures de gestion de mobilité ainsi que quelques mécanismes de gestion de l’interface
radio.
II- Architecture du réseau GSM
Un réseau de radiotéléphonie a pour premier rôle de permettre des communications
entre abonnés mobiles et abonnés du réseau téléphonique commuté RTC. Il s’interface avec le
RTC et comprend des commutateurs. Il est caractérisé par un accès très spécifique: la liaison
radio. Enfin, comme tout réseau, il doit offrir à l'
opérateur des facilités d'
exploitation et de
maintenance.
L’architecture de base du système GSM prévoit, alors, quatre sous-systèmes principaux dont
chacun dispose d' certain nombre d'
un unités fonctionnelles et est connecté à l’autre à travers des
interfaces standard qui seront décrites ultérieurement. Les principaux sous-systèmes du réseau
GSM sont [1] :
MS (Mobile Station)
BSS (Base Station Sub-System)
NSS (Network Sub-System)
OSS (Network Management Center)
9

11. Introduction au réseau GSM SUPCOM
II .1-Les entités de base d’un réseau GSM
II.1.1-La BTS (Base station Transceiver System)
La station de base (BTS) contient tous les émetteurs reliés à la cellule et dont la
fonction est de recevoir et émettre des informations sur le canal radio en proposant une
interface physique entre le Mobile Station et le BSC. La BTS réalise une série de fonctions
décrites ci-après:
La capacité de gérer les canaux Full Rate et Half Rate,
La gestion des antennes de diversité, autrement dit l'
utilisation de deux
antennes de réception afin d'
améliorer la qualité du signal reçu. Les deux
antennes reçoivent le même signal, indépendamment l' de l'
une autre et sont
atteintes différemment par le fading. La probabilité qu'
elles soient atteintes en
même temps par un fading important est presque nulle,
La supervision de Rapport des Ondes Stationnaire (ROS) en antenne,
Le saut de fréquence (FH): la variation de fréquence utilisée dans un canal
radio à des intervalles réguliers, afin d'
améliorer la qualité du service à
travers la diversité dans la fréquence,
La transmission discontinue (DTX) sur le Up-link, et sur le Down-link,
Le Contrôle Dynamique de la Puissance (DPC) de la MS et des BTS: le BSC
détermine la puissance optimale avec laquelle la MS et le BTS effectuent la
transmission sur le canal radio (grâce à l'
exploitation des relevés effectués
par la MS et le BTS), dans le but d'
améliorer l'
efficacité du spectre,
La gestion des algorithmes de chiffrage: l’information de l'
utilisateur est
cryptographiée afin de garantir à l'
abonné une certaine réserve sur le canal
du trafic et sur celui de codage.
II.1.2-Le BSC (Base Station Controller)
Le contrôleur de station de base (BSC) gère les ressources radio pour une ou plusieurs
BTS, à travers le monitorage de la connexion entre la BTS et les MSCs (il s' de
agit
centrales de commutation qui offrent la liaison au réseau fixe ou à d'
autres réseaux et
,
aussi, à travers les canaux radio, le codage, le FH et les handovers. Il permet plus
précisément:
La gestion et la configuration du canal radio: il doit opter pour chaque appel
10

12. Introduction au réseau GSM SUPCOM
la cellule la mieux adaptée et doit sélectionner à l'
intérieur de celle-ci le
canal radio le plus adapté à la mise en route de la communication,
La gestion de handover: Il décide, sur la base des relevés reçus par la BTS,
le moment d’effectuer le handover, autrement dit, le changement de cellule
lors des déplacements de l'
utilisateur pendant une conversation, à l'
intérieur
de la surface de couverture de sa compétence,
Les fonctions de décodage des canaux radio Full Rate (16 kbps) ou Half Rate
(8 kbps) pour des canaux à 64 kbps.
II.1.3-Le MSC (Mobile Switching Center)
Le commutateur du service mobile (MSC) est l’élément central du NSS. Il gère grâce
aux informations reçues par la HLR et la VLR, la mise en route (routing) et la gestion du
codage de tous les appels directs et en provenance de différents types de réseau. Il
développe aussi la fonctionnalité du Gateway face aux autres composants du système et la
gestion des processus de handover. Il assure la commutation des appels en cours entre des
BSC différents ou vers un autre MSC. D’autres fonctions fondamentales du MSC sont
décrites ci-après:
L’authentification de l’appelant : l’identification de la MS à l'
origine de
l’appel est nécessaire pour déterminer si l'
utilisateur est en droit de bénéficier du
service,
La discrétion quant à l’identité de l'
utilisateur, pour pouvoir garantir la
réserve sur son identité sur le canal radio. Même si toutes les informations
sont cryptographiées, le système se garde toujours de transmettre l'
IMSI attribué
lors de la signature du contrat par l'
usager, par contre l'
on attribue le
Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI) au moment de l'
appel car il ne
présente qu' utilité temporaire.
une
Le processus de handover : Il a lieu, quand un utilisateur, sur le réseau GSM,
franchit les limites de la cellule dans laquelle il se trouve. Il peut se présenter
dans deux cas:
La MS se déplace dans une cellule contrôlée toujours par le même
MSC, dans ce cas le processus de handover est géré par le même
MSC,
La nouvelle cellule dans laquelle la MS évolue, est sous le contrôle
11

13. Introduction au réseau GSM SUPCOM
d' autre MSC. Dans le cas présent le processus de handover est
un
effectué par deux MSC sur la base des relevés du signal effectué par
les BTSs récepteurs de la MS.
II.1.4-La HLR (Home Location Register)
Lorsqu' utilisateur souscrit à un nouvel abonnement au réseau GSM, toutes
un
les informations qui concernent son identification sont mémorisées sur la HLR. Elle a pour
mission celle de communiquer au VLR, dont on parlera après, quelques données relatives aux
abonnés, à partir du moment où ces derniers se déplacent d' LA à une autre.
une
La HLR contient toutes les données relatives aux abonnés et ses informations sont
les suivantes :
L’International Mobile Subscriber Identity (IMSI), information qui identifie exclusivement
l’abonné à l’intérieur de tout réseau GSM et qui se trouve aussi bien dans la carte SIM,
Le Mobile Station ISDN Number (MSISDN),
Tous les services auxquels l’abonné a souscrit et auxquels il est capable d'
accéder (voix,
service de donnés, SMS, éventuels verrouillages des appels internationaux, et d'
autres services
complémentaires),
La position courante de la station mobile MS, autrement dit l’adresse de la VLR sur lequel
elle a été enregistrée.
II.1.5-La VLR (Visitor Location Register)
La base de données VLR est une base de données qui mémorise de façon temporaire
les données concernant tous les abonnés qui appartiennent à la surface géographique qu'
elle
contrôle. Ces données sont réclamées au HLR auquel l’abonné appartient. Généralement pour
simplifier les données réclamées et ainsi la structure du système, les constructeurs installent la
VLR et le MSC côte à côte, de telle sorte que la surface géographique contrôlée par le MSC et
celle contrôlée par la VLR correspondent.
Plus précisément il contient les informations suivantes:
Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI) : il est employé comme
garant de la sécurité du IMSI et il est attribué à chaque changement de LA,
La condition de la MS (en veille, occupée, éteinte),
L’état des services complémentaires,
Les types de services auxquels l’abonné a souscrit et auxquels il a droit
d'
accès (voix, service de données, SMS, d'
autres services auxiliaires),
La Location Area Identity (LAI), qui comprend la MS, faisant partie du
12

14. Introduction au réseau GSM SUPCOM
groupe contrôlé par le MSC/VLR.
II.1.6-L’OMC (Operating and Maintenance Center)
Le système d’exploitation et de maintenance OMC se connecte aux MSC et BSC à
travers le réseau X25, et il possède les fonctions suivantes:
L’accès à distance à tous les éléments qui composent le réseau GSM (BSS,
MSC, VLR, HLR…),
La gestion des alertes et de l’état du système avec la possibilité d'
effectuer
différentes sortes de test permettant l’analyse des prestations et la
surveillance de la qualité de fonctionnement de ce dernier,
Le stockage de toutes les données relatives au trafic des abonnés,
nécessaires à la facturation,
La supervision du flux du trafic dans les centrales et l’introduction de
changements éventuels dans le même flux,
La visualisation de la configuration du réseau avec la possibilité
d'
effectuer des changements à partir d'
endroits éloignés,
La gestion des abonnés et la possibilité de localiser leur position à l’intérieur de
l’aire de couverture.
Dans des systèmes très importants, peuvent exister plusieurs OMC. Dans ce cas on prévoit
la mise en place d' OMC général d' l' peut contrôler la totalité de opérations (OMC-
un où on
N) et d'
autres OMC qui se bornent à effectuer le contrôle de quelques zones (OMC- R)
seulement.
II .2-Les interfaces du réseau GSM
Les différents éléments du réseau GSM assurent des fonctions complémentaires et
chacun obéit à des normes spécifiques. En effet chaque lien entre deux équipements
adjacent forme une interface. Les interfaces sont des composantes importantes du réseau
GSM car elles assurent le dialogue entre les équipements et permettent leur inter
fonctionnements. Ces interfaces sont [2] :
L’interface radio " Um " est localisée entre la station mobile et la station de base
(MS /BTS). C’est l’interface la plus importante du réseau.
L’interface " A -bis " relie une station de base à son contrôleur (BTS / BSC),
L’interface "A-ter" qui relie le BSC par le transcodeur, dans le cas où ce
dernier ne se trouve pas intégré dans le BSC (BSC / TRAU),
13

15. Introduction au réseau GSM SUPCOM
L’interface " A " se situe entre un contrôleur et un commutateur (BSC /MSC),
L’interface " X.25 " relie un contrôleur au centre d’exploitation (BSC / OMC),
L’interface entre le commutateur et le réseau public (MSC /RTC/RNIS) est définie
par le protocole de signalisation n°7 du CCITT.
III- Caractéristiques de l’interface radio
III .1-La transmission dans le GSM
La bande allouée au système GSM est séparée en 2 sous bandes d'
égales importances (voir
TabI.1) :
La bande : 890-915 MHz pour le lien montant (station mobile / station de base),
La bande : 935-960 MHz pour le lien descendant (station de base / station mobile).
Paramètres Valeurs
Bande de fréquence 890-915(lien montant)
935-960(lien descendant)
Largeur du canal 200 KHz
Nombre de slots par trame TDMA 8
Ecart duplex 45 MHz
Type de modulation GMSK
Rapidité de modulation 271 Kbit/s
Accès multiple TDMA/FDMA-FDD(Frequency Division
Duplex)
Rayon des cellules 0à 30 Km
Puissance des terminaux 2à8W
Débit de voix 13 Kbit/s
Tableau 1.1 : Les caractéristiques de l’interface radio
L’interface radio du GSM met en œuvre les deux techniques d’accès multiples TDMA
et FDMA pour partager la bande de fréquence allouée en canaux physiques
élémentaires susceptibles d’écouler les différentes communications. La technique
FDMA divise les deux plages de fréquences (en lien montant et lien descendant) en 124
canaux de 200 KHz chacun, pour offrir 124 voies de communication duplex en parallèle.
La technique TDMA reprend cette division en fréquence mais chaque fréquence est divisée
14

16. Introduction au réseau GSM SUPCOM
dans le temps en 8 intervalles différents appelés slots. Lors de l’établissement d’une
communication, une fréquence est allouée à l’utilisateur selon le FDMA, de même
qu’une slot selon le TDMA. On peut donc avoir 8 communications simultanément sur
une même fréquence.
III .2-Structures temporelles du système GSM
Les slots ou "Time slot" sont groupés par huit afin de définir l’élément essentiel du système
GSM qui est la trame TDMA, sa durée est de 8 x 0,5769 = 4,6152 ms. Chaque utilisateur utilise
un slot par trame TDMA, ces slots sont numérotés avec un indice TN (Time slot Number) allant
de 0 à 7. Le système GSM est constitué principalement de canaux logiques, ces canaux sont la
résultante d' répétition périodique de slots dans la trame TDMA, on l’appelle la multi-trame.
une
Tous les canaux logiques n' pas les mêmes besoins, certains se contentent de faibles débits
ont
alors que d'
autres sont beaucoup plus gourmands en ressource. Afin de gérer les débits et
de définir une périodicité sur les canaux logiques, on a créé deux structures de Multi-
trames. La Multi-trame 26 composée de 26 trames TDMA, d' durée de 120 ms, et la
une
Multi-trame 51, composée de 51 trames TDMA, d' durée de 235,8 ms (voir Figure I.1).
une
Pour gérer ces deux multi-trames, on a créé la Super-trame, structure rassemblant 26
Multi- trame 51 ou indifféremment 51 Multi-trame 26 et l’Hyper trame, qui est composée
de 2048 super-trames
15

17. Introduction au réseau GSM SUPCOM
III .3-Canaux logiques du système GSM
On distingue 2 sortes de canaux dans le système GSM, le canal physique et le canal
logique. Le premier peut être une porteuse modulée sur une fréquence ou l'
association de 2
canaux logiques TCH + SACCH duplex, qui peut être vue comme un circuit téléphonique
classique. Le second est une suite de slots de différentes trames TDMA (modulé sur un ou
plusieurs canaux GSM) qui mis bout à bout, forme un canal logique (voir Tab I.2).
On distingue deux types de canaux logiques : les dédiés, qui allouent une ressource
réservée à un mobile afin qu' puisse communiquer avec le réseau, et ceux, dans les deux
il
sens
(duplex). Et les non-dédiés qui sont des canaux partagés par plusieurs mobiles, ils sont diffusés
à l'
ensemble des mobiles en veille dans la cellule, ces canaux sont unidirectionnels (simplex).
[2]
Type de canal Canal logique Slot Multi Fonction
possible trame
Broadcast Channel FCCH 0 51 Calage du mobile sur la fréquence
Simplex Non - Frequency Correction porteuse
dédiés Channel
SCH 0 51 Synchronisation du mobile avec la
Synhronization Channel cellule
BCCH 0 .2.4.6 51 Diffusion au mobile des
Brodcast Control Channel informations de la cellule
Common Control PCH 0 .2.4.6 51 Canal par lequel le mobile reçoit
Channel Paging Channel les appels en provenance du réseau
RACH 0 .2.4.6 51 Canal par lequel le mobile accède
Random Access Channel au réseau de façon aléatoire pour
répondre ou lancer un appel
AGCH 0 .2.4.6 51 Le réseau communique par ce canal
Access Grant Channel pour informer le mobile ou, quand
et comment il doit établir une
communication
CBCH 0 .2.4.6 51 Diffusion des messages courts de
Cell Broadcast Channel type info routières, météo, etc.
Dedicated Control SDDCH 0à7 51 Canal de signalisation, mise à jour
16

18. Introduction au réseau GSM SUPCOM
Chanel Stand Alone Dedicated de localisation, etc.
Duplex Dédié Control Channel
SACCH 0à7 51.26 Canal de supervision d’une liaison,
Slow Associated control control de puissance, de la qualité,
Channel remonté des mesures
FACCH 0à7 26 Canal de supervision d’une liaison.
Fast Associated Control lors d’une communication, il sert à
Channel exécuter le HO. Ce canal n’existe
que par vol des slots du canal TCH
Trafic Channel TCH 0à7 26 Canal supportant le trafic voix ou
Duplex Dédié Trafic Channel data
Tableau 1.2 : les canaux logiques du réseau GSM
IV- Gestion de la mobilité dans le GSM
IV.1-Mécanismes de gestion de l’interface radio
IV.1.1-Mécanisme de saut de fréquence
C’est la technique de la variation de fréquence utilisée dans un canal radio à
des intervalles réguliers (voir Figure I.2). Ainsi, le mécanisme de saut de fréquence se
base sur le changement de fréquence à chaque émission de burst et à l’utilisation d’un plan
de fréquence classique et fractionnaire afin d'
améliorer la qualité de service à travers la
diversité en fréquence (protection contre les évanouissements) et la diversité des
brouilleurs (protection contre les interférences).
La procédure de saut de fréquence est mise en place afin d’améliorer la qualité et
d’augmenter la capacité. Mais ces mécanismes présentent un inconvénient qui se manifeste dans la
nécessité de l’utilisation d’un nombre de fréquences plus grand à chaque BTS [3].
17

19. Introduction au réseau GSM SUPCOM
Figure 1.2 : Saut de fréquence
IV.1.2-La transmission discontinue (DTX)
Dans le réseau cellulaire, on cherche, toujours, à minimiser les interférences. Lors d’une
communication, l’appelant et l’appelé ne peuvent se communiquer simultanément, ainsi, il apparaît
des silences courts entre les mots, dans ce cadre que la méthode de la transmission discontinue
(DTX) profite du fait qu' personne parle moins que 40 % du temps dans la conversation
une
normale, et par suite, permettre à l’émetteur d’être inactif la plupart du temps et à diminuer
l’énergie émise par le mobile.
IV.1.3-Le modèle bicouche
Ce modèle consiste à déployer un réseau micro cellulaire sous un réseau macro cellulaire
existant afin d’absorber le trafic (voir Figure I.3). On parle de densification du réseau ou de la
couverture. Les caractéristiques d’une macro -cellule bicouche, la dite « parapluie », s’explique par
la couverture importante en indoor, au-dessus des toits pour éviter les obstacles à la propagation des
ondes, et elle ne doit pas souffrir de la saturation. Les caractéristiques d’une microcellule bicouche
se manifestent par la couverture réduite au niveau des murs des bâtiments pour confiner son
rayonnement, mais, pas par une couverture en indoor et peut souffrir d’une saturation [6].
Figure 1.3: Le modèle bicouche
18

20. Introduction au réseau GSM SUPCOM
Les mobiles « lents »sont forcés, par handover, à descendre de la couche macro-cellulaire vers la
couche micro-cellulaire. Par contre, les mobiles « rapides » sont gardés sur la couche macro-
cellulaire. Les mobiles remonteront vers la couche macro-cellulaire, par handover, dans le cas où
ils s’éloigneraient trop de la couche micro -cellulaire ou si la qualité de la communication se
dégrade.
IV.1.4-Le modèle des cellules concentriques
Ce modèle consiste à diviser la cellule en deux sous-cellules concentriques, afin de mieux
partager le trafic, dans les milieux à haute densité de trafic (voir Figure I.4).
Couverture de la zone inner
Couverture de la zone outer
Figure 1.4: Le modèle de cellules concentriques
L’avantage de l’architecture en cellules concentriques, c’est de permettre une couverture
importante en indoor par l’intermédiaire de la couronne extérieure. Et permettre, aussi, une
réduction du recouvrement entre les cellules, et par la suite : une réduction de puissance, une
réduction de l’interférence, une réduction du motif de réutilisation, une concentration du trafic
dans la zone intérieure, par l’intermédiaire, de la couronne intérieure [6] .
IV.1.5-La sectorisation
La sectorisation, permet une réduction de l’interférence, une augmentation de la capacité
et une amélioration de la qualité [4].
Pour réaliser la sectorisation, on peut utiliser les down tilt : type d’antenne qui consiste à réduire
l’interférence, par :
La concentration du rayonnement à l’intérieur de l a cellule serveuse,
L’amélioration de la couverture proche par la réduction du rayonnement à
travers les cellules voisines.
19

21. Introduction au réseau GSM SUPCOM
IV.2-Procédures de gestion de la mobilité
IV.2.1-La gestion de localisation
Cette procédure, permet au système de connaître à tout moment la position du mobile avec
plus ou moins de précision. Deux mécanismes fondamentaux sont utilisés dans la gestion de la
localisation : la localisation qui permet la localisation du mobile à chaque instant et la recherche
qui permet au système de chercher le mobile et de le trouver [3]:
Il y a plusieurs méthodes de gestion de localisation d’abonné, dont les plus importants sont :
La méthode de localisation manuelle : c’est une méthode utilisée dans les
systèmes sans cordon CT2 à borne publique. Elle consiste, à la recherche en
priorité auprès de la borne où l’abonné s’est enregistré, et s’il n’y a pas de
réponse, la recherche sera étendue aux bornes voisines. Ainsi, l’avantage de cette
méthode est la simplicité, mais, en contre partie il y a une faible ergonomie,
La méthode de l’utilisation de la zone de localisation : c’est la méthode la plus
répondue à l’heure actuelle, elle permet : de définir les zones de localisations
(ensemble de cellules optimisées en fonction de différentes variables), la
gestion de la localisation sans l’intervention de l’usager et le suivi des usagers
dans le réseau. Ainsi, la recherche a lieu dans la zone de localisation courante
de l’abonné. L’avantage de cette méthode se manifeste dans l’obtention des
ressources consommées limitées à la zone de localisation de l’abonné,
La méthode de localisation périodique : dans cette méthode, le mobile envoie son
identité périodiquement au réseau, c’est une méthode simple,mais elle nécessite
une consommation plus élevée de ressources, qui sont indépendantes de la
mobilité de l’usager,
La méthode de localisation sur changement de zone : le principe de cette
méthode, consiste en premier lieu à l’écoute du mobile des informations diffusées
par le réseau (sur le canal BCCH), puis à l’enregistrement du mobile de sa
zone de localisation, si ce numéro est différent du dernier numéro stocké, il y
aura une mise à jour de localisation, le principal avantage de cette méthode, est
de ne permettre une mise à jour de localisation que si le mobile se déplace, et
par la suite, pas de gaspillage de puissance.
IV.2.2-Processus de sélection / résélection
En mode veille, le mobile doit lui-même trouver la meilleure cellule dans chaque zone.
20

22. Introduction au réseau GSM SUPCOM
La sélection se fait à l’aide de deux critè res nommés C1 et C2 [6]
Critère de sélection C1 : Il raccorde le mobile à la meilleure cellule en terme
de niveau de champ, juste après la mise sous tension du mobile.
C1= RXLEVEL – RXLEVEL_ACCESS_MIN – Max ((MS_TXPWR_MAX_CCH –
MsTxPwr_Max),0 )
Avec :
• RX L E VE L _ACCE SS_MIN : niveau de champs minimum d’accès sur la cellule,
• RX L E VE L : niveau du champ mesuré par le mobile,
• MS_T X WPWR_MAX _CCH : puissance maximum autorisée des mobiles sur le canal
d’accès RACH, et donc, c’est la puissance nécessaire que doit émettre le mobile pour que
la station de base reçoive correctement ce dernier dans n’importe quelle position dans
la cellule et surtout sur la bordure de celle-ci,
• MsTxPwr_Max: puissance maximum autorisée en communication sur la cellule.
Critère de resélection C2 : Il permet la resélection de cellule, il est
implémenté en deuxième phase. Il a pour fonction de favoriser ou de défavoriser
une cellule candidate à la re-sélection pendant un temps donné. Lorsqu' est
il
présent, le critère C2 remplace le critère C1 pour la re-sélection de cellule, le
critère C1 fait partie de l’équation du critère C2 :
Si T < Penalty_T i me: C2 = C1 + Cell _Reselect_Offset -
Temporary_Offset ,
Si T >Penalty_Time; C2 = C1 - Cell_Reselect_Offset,
Avec :
Cell _Reselect Offset : Val eur de '
offset permanent aj outé à C1,
Temporary_Offset : Offset temporaire servant à défavoriser une cellule le temps
du Penalty_Time,
Penalty_Time : Durée pendant laquelle le Temporary_Offset va être appliquée.
IV.2.3-Procédure du handover
IV.2.3.1-Définition du handover
Le but de handover appelé également ‘transfert automatique inter ou intra-cellulaire
est d’allouer un autre canal dédié à un mobile dédié. On distingue généralement deux types
de handover [2] :
21

23. Introduction au réseau GSM SUPCOM
Le handover intracellulaire
Lorsque les mesures montrent une qualité du signal reçue faible avec un niveau de champs du
signal élevé dans la cellule de service, il est probable que cette mauvaise qualité du signal soit
due aux interférences sur le canal et non à l’éloignement de la MS (voir Figure I.5). Il est peut
être intéressant de transférer les communications sur un autre canal. Le handover intra-cellulaire
ne se fait pas sur les mêmes critères que le handover inter-cellulaire. De plus il ne modifie le
circuit de parole qu’au niveau de la BTS,
Figure 1.5 : processus du handover
Le handover intercellulaire
Un handover entre deux cellules différentes se produit normalement quand les
mesures effectuées montrent un niveau de champ et/ou une qualité du signal reçu faible sur
la cellule courante et un niveau de champ du signal meilleur sur la cellule voisine. Ce type du
handover, peut aussi se produire quand une cellule voisine permet la communication avec un
niveau de puissance plus faible. Ceci indique typiquement que la MS est sur le bord de la cellule,
Si un grand nombre d’appels est généré sur une cellule donnée, un handover inter -cellulaire serait
alors nécessaire pour l’équilibrage du trafic dans cette cellule, par un transfert de certaines
Communications à d’autres cellules qui sont moins congestionnées que la première cellule. Ainsi,
dans ce type du handover, on peut trouver d’autres types de handovers :
Handover intercellulaire /intra-BSC : ce handover est géré par le même BSC, il
est effectué entre deux cellules du même BSC, quand la qualité de communication se
dégrade dans l’une de ces deux cellules, mais elle est élevée dans l’autre.
22

24. Introduction au réseau GSM SUPCOM
Handover inter-BSC /intra-MSC : c’est un handover entre deux BSC qui sont
gérés par le même MSC
Handover inter-MSC : dans ce type du handover, le mobile change de cellule, de
BSC et de MSC
IV.2.3.2-Procédure du handover
La procédure de handover comprend les opérations suivantes (voir Figure I.6):
La suspension des opérations normales sauf pour la couche de gestion des
ressources,
La déconnexion du lien de signalisation et du TCH éventuel,
La déconnexion et la désactivation des canaux alloués précédemment et leur
libération,
L’activation de nouveaux canaux si nécessaire,
Le déclenchement de l’établissement d’une connexion de liaison de données sur les
nouveaux canaux.
a- Phase d’observation
Pendant cette phase, la MS et la BTS effectuent des mesures sur les canaux radio.
Les mesures effectuées par la MS sont sur le canal SACCH au plus toutes le 480 ms.
Sur le canal courant, la MS effectue les mesures suivantes
Le niveau de signal reçu (RXLEVEL),
La qualité du signal de la cellule courante (RXQUAL).
b- Phase de déclenchement
Avant la phase d ‘exécution du handover, il y a des critères à ajuster par l’opérateur lors de la
phase d’ingénierie du système, pour assurer la meilleure qualité de communication et le
minimum de consommation des ressources, ces critères sont :
Diminution du nombre du handover par distance parcourue,
Le handover doit être déclenché le plus prés possible de la bordure de la cellule,
La cellule cible doit être choisie correctement,
La qualité de communication doit être maintenue pendant la phase de handover.
23

25. Introduction au réseau GSM SUPCOM
V- Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons présenté l’infrastruc ture du réseau GSM, en insistant sur ses
principaux caractéristiques et en citant ses différents mécanismes de gestion de l’interface radio
et ses procédures de gestion de la mobilité (handover, sélection / resélection,..).
Dans le suivant chapitre, nous allons présenter les différents critères de qualité de service
dans le réseau GSM, ainsi que, les principaux techniques qui permettent leur supervision.
24

26. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
Chapitre II
Suivi et supervision de la QoS
I- Introduction
Une fois que le réseau cellulaire déployé est mis en service, intervient la phase
d’exploitation et de maintenance, cette phase fait entrer l’opérateur dans un nouveau cycle qui
comprend le suivi de la qualité de service, ainsi, que l’optimisation du réseau.
Dans ce chapitre, nous nous intéressons dans une première partie à définir les
différents paramètres logiques du réseau GSM, à citer les indicateurs qui permettent la
détection des anomalies agissant sur la dégradation de la QoS. Et dans une seconde partie, nous
allons présenter les techniques principales appliquées à la surface radio et qui permettent
l’obtention des indicateurs (décrits dans la première partie), pour la supervision de la QoS.
II- Concepts de la QoS
La qualité de service dans le réseau GSM est l’effet global produit par la qualité
de fonctionnement de ses services. Elle détermine un degré de satisfaction de l’usager de
ces services. Pour permettre une QoS acceptable, il y a plusieurs critères à ajuster, dont les
plus importants sont [4]:
La couverture : la détection de ce problème s’explique par l’inexistence des
barrettes sur l’écran du terminal, ainsi, ce problème ne peut pas être détecté par le
système mais évalué par les plaintes des abonnées et par les mesures radio, les
actions peuvent être : une diminution dans le nombre des sites, mauvaise
configuration du réseau (position des sites, types d’antennes, direction et
hauteur), problèmes d’installation (pertes des puissance s dans les câbles) ou
problèmes de maintenance,
25

27. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
Le taux d’appels réussis : la diminution de cette valeur implique que les
utilisateurs ne peuvent pas établir une communication, ce problème est évalué
par l’opérateur grâce aux mesures radio.
Les actions de l’échec d’établissement d’appels s’expliquent par : le niveau
d’accès minimum dans la cellule, l’incohérence entre dimensionnement des ressources
et trafic réel, l’interférence et par la mauvaise couverture radio.
La qualité de la voix : qui s’explique par la mauvaise qualité de
communication, l’opérateur évalue ce problème par les mesures système et
par les analyseurs de la qualité vocale, les causes de dégradation de la
qualité de la voix sont : les interférences externes, les interférences co-anal
ou sur canal adjacent,la hors couverture,la mauvaise installation, le réseau de
transmission et la qualité des terminaux.
Les coupures d’appels : la coupure de communication peut être due à : la
mauvaise couverture, les interférences, les problèmes de handover, l’ajustement
local des paramètres de handover et les batteries du mobile.
III -Les paramètres de réseau
III .1-Définition
L’ajustement des paramètres de travail est une tâche essentielle lors de la mise en
exploitation du réseau. Elle permet l’activation ou la désactivation de certaines fonctionnalités pour
le maintien de la qualité et l’optimisation du réseau [6].
Il y a deux types de paramètres :
Les paramètres constructeurs (ou fournisseur d’équipement) : Ce sont des paramètres système
(activation de certaines fonctionnalités telles que le chiffrement, le contrôle de puissance…)
préconisés par le constructeur et sont, aussi, relatifs à l’équipement (version de logiciel…),
Les paramètres ingénierie : ces paramètres sont à l’initiative des opérateurs, ils sont modifiés au
niveau de l’OMC
L’optimisation de ces paramètres est un processus délicat mais une tâche essentielle pour le
maintien de qualité de service acceptable surtout suite à des modifications de certaines
fonctionnalités ou services.
26

28. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
III .2-Exemples de paramètres
Il y a plusieurs paramètres logiques, mais les plus important parmi eux et qui agissent directement
sur la QoS, sont :
RXLEVEL_ACCESS_MIN : Il définit le niveau de puissance minimale requis lors de l’accès à
une cellule donnée, il permet l’ajustement de la surface de la cellule. Ce paramètre joue un rôle
important dans l’ajustement de la charge de trafic dans une cellule. Ainsi, si la cellule est très
congestionnée une augmentation de valeur de ce paramètre permet la diminution de sa zone de
service ( délimiter le nombre des utilisateurs qui peuvent accéder à cette cellule) et si la cellule
elle n’est pas congestionnée, elle va augmenter sa zone de service par diminution de la valeur de
RXLEVEL_ACCESS_MIN (augmenter le nombre d’abonnées qui peuvent accéder à cette
cellule), mais en contre partie, l’augmentation de la zone de service de la cellule va engendrer
des problèmes d’interférences, et par la suite, une dégradation de la qualité de service. Une
modification de 3 dB de la valeur de RXLEV_ACCESS_MIN correspond à 21% du rayon de la
cellule et 46% de sa surface,
L_RXLEVEL_XX_H (XX=DL ou UP) : ce paramètre présente le seuil de déclenchement de
handover sur les deux liens (DL ou UP), suite à l’affaiblissement du niveau de champ sur ces
deux liens. Le RXLEVEL_XX_H permet le déclenchement de handover le plus proche possible
de la bordure de la cellule, dans le cas où il n’y a, ni un trou de couverture, ni d’interférences à
l’intérieur de cette cellule. L’augmentation de la valeur de ce paramètre diminue le nombre
d’exécution des handovers, et par la suite, attente de déclenchement du handover jusqu’au
dégradation de la qualité de communication. Par contre, une diminution de la valeur de ce
paramètre entraîne une augmentation du nombre du handovers ping-pong, valeur par défaut
comprise entre -101 dB et –110 dB,
L_RXQUAL_XX_H (XX=DL ou UP) : c’est le paramètre qui spécifie le seuil de
déclenchement du handover sur qualité sur l’un des deux liens (DL ou UP). Il maximise la
qualité de communication et minimise le taux de handover suite, respectivement, à l’élévation et
à la diminution de sa valeur, ainsi, si la valeur de ce paramètre est très faible, alors le nombre de
handover augmente, mais une augmentation de la valeur de RXQUAL_XX_H entraîne une
diminution du nombre du handover jusqu’au dégradation de la qualité de communication, valeur
typique de 1,6% à 3,2%,
HO_MARGIN : c’est l’hystérésis permettant d’obtenir un compromis entre le taux de
handovers ping-pong et la qualité de service. L’augmentation de sa valeur entraîne un retard
dans le déclenchement du handover, et par la suite une dégradation de la qualité de service (avec
27

29. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
un nombre de handover ping-pong faible), par contre, la diminution de sa valeur augmente le
nombre du handover ping-pong (avec une qualité satisfaisante),
Cell_RESELECT_Offset : favorise les cellules d’une bande,
Temporary_Offset : évite la réselection ping-pong,
Cell_Reselect_Hystéris: évite la réselection de cellules appartenant à des LACs différents et
réduit le taux de pagings infructueux. Exemple de valeur : 6 dB,
L_RXLEVEL_ZONE : c’est un seuil utilisé dans le motif à cellules concentriques, il présente
le seuil permettant le changement de zone (de la zone inner vers la zone outer ou vice versa),
MS_TXPWR_MAX_CCH : Paramètre fixant la puissance à laquelle le mobile doit émettre lors
de l'
accès initial à une cellule, c’est donc, la puissance maximum autorisée des mobiles sur le
canal d’accès RACH,
L_RXLEVEL_CPT_HO : c’est le seuil permettant le changement de couche (de la couche
micro cellulaire vers la couche macro cellulaire et vice versa), l’augmentation de la valeur de ce
paramètre entraîne la diminution de la charge de trafic dans les couches micro cellulaires et
l’augmentation de cette charge dans les couches macro -cellulaires.
IV- Indicateurs de QoS
L’analyse des indicateurs permet le suivi de la qualité de service. En effet, ces indicateurs
permettent la localisation des anomalies dans le réseau et par la suite, l’identification des causes de
ces problèmes afin de faire les actions correctives nécessaires [6].
Il y a deux types d’indicateurs :
Les indicateurs globaux : Ils résument l’efficacité de tout le réseau. Ils sont employés pour la
quantification globale du réseau, pour l’estimation de l’impact d’une mauvaise qualité sur le
client et permettent aussi la comparaison entre les réseaux (concurrence…),
Les indicateurs intermédiaires : Ils nous renseignent sur l’efficacité des services intermédiaires
du réseau, et par conséquent, ils impliquent les indicateurs globaux. Ces indicateurs permettent :
la détection, l’identification et la localisation des problèmes dans le réseau, ainsi que
l’identification des causes.
Dans ce qui suit, nous allons présenter les techniques de supervision de la QoS, qui permettent
l’obtention de ces indicateurs.
V-Les techniques de supervision de la QoS
Pour la mise à jour de l’état de fonctionnement du réseau, plusieurs outils d’analyses de la
QoS, sont mis en place. La comparaison des indicateurs obtenus par ces techniques et les
28

30. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
paramètres du seuil (cités dans le paragraphe précédent), permet l’identification des origines des
problèmes (échec de handover, coupure de communication, mauvaise qualité due à l’interférence..).
Ces techniques se font à partir des analyses de l’interface radio (drive test) et à partir des analyses
de systèmes (compteurs OMC-R) [5].
V.1-Drive test
La méthode de mesure du drive test consiste à la caractérisation précise des canaux radio.
Cette technique d’analyse permet la récupération d’une trace de mesure faite par le mobile à
différents instants (voir Figure II.1). Ceci est utile pour l’investigation de l’environnement radio.
Figure 2. 1: Chaîne de mesure
V.1.1-Chaîne de mesure (équipements utilisés)
La méthode du drive test consiste à embarquer sur une voiture les équipements suivants (voir
Figure II.2) :
Une MS : un mobile de test équipé d’un logiciel spécial. Il est appelé généralement Mobile à
trace,
Un système de localisation GPS (Global Positionner System): utilisé pour la localisation exacte
de la position où on désire faire l’étude de l’environnement radio. Une précision du GPS est
demandée. Elle est de l’ordre de quelques mètres.
Un PC portable : permet d’automatiser l’acquisition et le stockage des données.
Le PC doit être équipé d’une carte interface RS 232 pour assurer le lien entre la sortie série de la
MS et le port série du PC.
29

31. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
Tout le long du trajet, la MS fait des mesures instantanées. Les données sont présentées
en temps réel et seront stockées dans des fichiers.
GPS M
MS
Câble RS 232
Figure 2. 2 : Montage des équipements de mesure
V.1.2-Indicateurs mesurés
Le drive test nous offre une série d’indicateurs, dont les principaux sont:
Longitude, Latitude (X, Y) : le système de localisation GPS nous donne
les coordonnés de chaque point de mesure,
RXLEVFULL : niveau de puissance reçu par le MS, obtenu par moyennage
du niveau du signal pendant une période SACCH (environ ½ secondes), cette
valeur de RXLEVEL est codée sur 6 bits (de 0 à 63). La puissance du signal
reçue par le mobile varie de – 110 dBm à – 48 dBm, en effet, pour une
valeur "a" de RXLEVEL (comprise entre 0 et 63), la puissance reçue est
donnée par "- 110 + a " dBm,
RXQUALFUL : c’e s t un indicateur de niveau de qualité. Il est obtenu
par moyennage du taux d’erreurs binaires BER pendant une période de
mesure SACCH, ce BER est quantifié sur 8 niveaux (codé sur trois bits, et
donc, varie de 0 à 7). Chaque niveau de qualité (de 0 à 7) correspond à un BER
donné, (voir TabII.1),
30

32. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
RXQUAL BER
0 0.2 %
1 DE 0.2 % à 0.4 %
2 DE 0.4 % à 0.8%
3 DE 0.8 % à 1.6 %
4 DE 1.6 % à 3.2 %
5 DE 3.2 % à 6.4 %
6 DE 6.4 % à 12.8 %
7 12.8 %
Tableau 2.1 : Correspondance ente RXQUAL et BER
T_ADV : sert à calculer la distance ente la BTS et le point de mesure. Il
varie entre 0 et 63. Exemple, pour T_ADV=1, correspond un rayon égal à
environ 550m,
RXFREQ : c’est le numéro du canal radio alloué en réception. En effet, si
le nombre du canal est N, la fréquence reçue sera 935+0.2*N ( en MHz),
BCCH: Broadcast control Channel,
MSPWR: Cet indicateur permet le contrôle de la puissance émise par la MS.
La puissance émise est égale à 43 – 2 * MSPWR ( en dBm ). Pour
MSPW=5, la puissance émise maximale par la MS est égale à 2w (33 dBm),
Cell_Id : numéro d’identification de la cellule,
BSIC : Base Station Identification Code : identificateur de cellule. En effet,
La même fréquence peut être utilisée pour supporter la voie balise de deux
stations suffisamment éloignées. Les deux stations ne se brouillent pas sur
leur zone de service respective mais un mobile situé à mi-distance peut
recevoir alternativement l’une ou l’autre station avec un niveau de champ
suffisant. Afin de différencier les deux stations, on utilise le code de
couleur BSIC. Le couple (fréquence, BSIC) permet sur une zone donnée de
déterminer parfaitement une cellule. A l’intérieur d’un motif, on utilise le
même BSIC. Ainsi, les cellules voisines (cellules de fréquences de voie
balise identique) ne font pas partie du même motif.
TIMESLOT : numéro de l’intervalle de temps,
31

33. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
Time : le temps des mesures,
Speed : vitesse de la voiture,
Mode : IDLE or DEDICATED (veille ou fonctionnement).
Le drive Test permet, aussi, la mesure de certains indicateurs des cellules voisines
(RXFRQ, RXLEVFULL, BSIC). Le nombre maximal de ces cellules voisines peut aller jusqu’à
six.
V.2-Compteurs OMC-R
Dans cette partie, nous allons présenter, l’audit radio, par l’analyse des différents compteurs
mesurés au niveau de l’ OMC (remontés par les BSCs à l’OMC -R). En effet, ces mesures, qui
sont faites sur un intervalle de temps précises et liées à un événement survenu dans le réseau,
servent aux calculs des indicateurs de qualité ce service (par combinaison de ces
compteurs) . Ces indicateurs donnent une mesure représentative de la performance du
réseau. L’analyse de ces indicateurs (données issues de l’OMC et transformées en des
pourcentages) est très essentielle pour la supervision de la qualité de service. Il y a plusieurs
indicateurs calculés à partir des mesures OMC-R, mais, on ne va s’intéresser, qu’aux
indicateurs liés à la détection d’une dégradation de la qualité de communication due à
l’échec d’appel ou à l’échec du déclenchement de la procédure de handover.
Dans le tableau suivant, nous allons citer les principaux indicateurs, obtenue par les mesures
OMC-R, ainsi que la série des problèmes qui permettent leur détection.
Indicateurs Problèmes
-Taux d’échec d’accès, Couverture
-Taux de coupures des communications,
-Taux élevé de handover sur niveau de
champ
-Taux élevé de handover sur qualité, Interférence
-Taux de rupture TCH (call drop) élevé,
-Taux de handover sur interférence élevé
32

34. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
-Taux d’échec de handover intra-cellulaire Capacité
élevé,
-Taux d’échec de handover inter-
cellulaire/intra BSC élevé,
-Taux d’échec de handover inter-BSC/intra
MSC élevé,
-Taux d’échec de handover inter-MSC élevé,
-Taux de blocage élevé
-Taux de demande de handover élevé Handover Ping-Pong
-Taux de handover sur distance
Tableau 2.2 : Exemples d’indicateurs de l’OMC -R
V.3-Processus d’analyse
Après l’obtention des différents indicateurs, la phase d’analyse combinée entre ces
indicateurs commence et le processus de détection des anomalies se déclenche. Cette
étape consiste à la synthèse des différentes sources d’informations et la transmission de cette
synthèse pour action vers le bon intervenant : maintenance, ingénierie et optimisation. Dans le
schéma ci- dessous, on va présenter les étapes de ce processus (voir Figure II.3),
33

35. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
Figure 2. 3 : Processus d’analyse
Dans la phase d’analyse de la performance du réseau et de la détection des anomalies, il y a une
comparaison entre les indicateurs obtenus et les paramètres seuils (fixés par l’opérateur) qui
présentent les seuils d’une qualité de service acceptable. Le tableau ci -dessous, présente
quelques seuils de QoS,
Indicateurs Paramètres seuils
Taux de coupures d’appels 2%
Taux de blocage 2%
Taux de congestion TCH 2%
Taux de handover sur niveau sens descendant 20%
Taux de handover sur niveau sens montant 20%
Taux de handover sur qualité sens descendant 25%
Taux de handover sur qualité sens montant 10%
Taux de handover sur interférence 1%
Taux d’échec de handover 2%
Taux de handover sur distance 0.1%
RXLEV 77dBm
RXQUAL 4
Tableau 2. 3: Seuils de la QoS
34

36. Suivi et supervision de la QoS SUPCOM
VI- Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons défini la QoS, en insistant sur les indicateurs et les
paramètres logiques qui permettent la décision de l’état de la performance du réseau et nous
avons aussi présenté les différents outils d’analyse qui servent à l’obtention de ces indicateurs
de qualité.
35

37. Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace SUPCOM
Chapitre III
Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile
à trace
I- Introduction
Afin d’évaluer la couverture d’un réseau GSM nous devons tout d’abord acquérir certains
paramètres radio en utilisant un mobile à trace.
Le mobile est relié à l’ordinateur par une liaison série. Il permet théoriquement de récupérer
l’ensemble des trames de signalisation et les en-têtes des trames de données qui circulent sur la voie
radio au cours d’une communication. Le mobile remonte également des informations concernant
son environnement radio, et en particulier les mesures des niveaux de réception des signaux émis
par les stations voisines.
Figure 3. 1 : Les différents liaisons du mobile
Le schéma permet de voir le principe général de mon étude avec l’échange de trame entre le
réseau et le GSM.
36

38. Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace SUPCOM
II- Principe du téléphone de trace
Les informations remontées par le mobile sont généralement composées de deux
parties. Il y a d’une part des informations remontées par le mobile et dont le format exact
dépend du mobile utilisé et d’autre part les trames normalisées qui circulent effectivement sur
la voie radio. La réception de ces trames n’est utile que si l’utilisateur est capable de les
interpréter. Le format binaire n’est pas très convivial et ne permet pas de mettre en évidence
les aspects les plus importants des procédures radio. Notre outil permet donc d’automatiser ce
décodage, d’interpréter le contenu des trames et surtout de présenter le résultat de façon à
permettre à l’utilisateur de comprendre le fonctionnement du système GSM/GPRS.
Figure 3.2: Principe de l’application
Sagem OT75 M :
C' le téléphone que nous avons utilisé. Il nous a permis de récupérer toutes les
est
informations nécessaires pendant ce projet [9].
37

39. Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace SUPCOM
III- Analyse des trames
Les données renvoyées par le téléphone sont de la forme suivante:
Idle_Mode_Rpt : 31 25, 45 17 06, 36 13 06, 50 12 99,
12 7 99, 9 7 99, 553 7 99
31 25 : Fréquence et puissance de réception de la cellule utilisée
45 17 06 : Fréquence et puissance de réception- BSIC des 6 autres cellules
Figure 3. 3 : Exemple de la trame IDLE récupérée
Pour récupérer les différentes trames nécessaires, nous allons lancer des commandes spéciales
appelées : commandes AT.
IV. Les commandes AT
La quasi-totalité des modems sont configurables, et surtout les plus récents, qui
reconnaissent un grand nombre de protocoles. La configuration de ces modems peut se faire à
travers une liaison RS-232, qui permet de transmettre des commandes vers le modem. Le logiciel de
communication communique avec le modem dans un langage de commande spécial souvent appelé
jeu de commandes AT : c’est le langage Hayes.
Les commandes AT sont organisées en lignes et sont entrées en mode commande (c' le mode par
est
défaut) où le microprocesseur du modem reçoit des caractères au travers de sa liaison RS-232, les
interprète comme des commandes et retransmet les résultats au travers de cette même liaison. Il
ignore alors totalement ce qui se passe sur sa connexion au RTC, qui est le plus souvent raccrochée.
Elles ont le point commun (à l’exception d’une seule) de commencer par « AT » et se terminer par
un retour chariot , après ces deux lettres ,un certain nombre de commande juxtaposées est écrit.
Parmi ces commandes, on distingue :
38

40. Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace SUPCOM
La commande ATA : elle permet de décrocher et engager une connexion (sans appel)
La commande ATB : elle permet la détection automatique de terminal.
La commande ATDT ou ATDP : elle permet d’engager une connexion (avec appel).
La commande ATH : elle est utilisée pour le raccrochage.
La commande ATZ : Elle est utilisée pour l’initialisation du modem
La commande AT+CSQ : elle permet d’afficher la qualité du signal son niveau et le taux
d’erreur binaire
Les commandes AT+CREG=2 et AT+CREG ? permettent de visualiser l’identité de la cellule
serveuse ainsi que le LAC.
Afin de récupérer les paramètres nécessaires pour l’évaluation d’un réseau GSM, nous devons
utiliser ces commandes AT et interpréter les trames échangées entre le mobile et le réseau.
L’application développé va permettre de visualiser en temps réel et en temps différé ces différents
paramètres.
V – Développement de l’application
V.1. Présentation du Visual Basic
Le mot « Visual » fait référence à la méthode utilisée pour créer l’interface graphique
utilisateur. En effet, au lieu de rédiger de multiples lignes de code pour décrire la position des
éléments de l’interface, il suffit d’ajouter des objets prédéfinis à l’endroit adéquat sur l’écran.
Le mot « Basic » fait référence au langage BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction
Code). Il constitue une évolution par rapport au BASIC initial.
V.1.1 Critères de choix du Visual Basic
Le Visual Basic représente une nouvelle approche en ce qui concerne la rédaction de
programmes. En effet, nous ne sommes pas obligés de rédiger des multitudes de lignes pour définir
l’emplacement des objets de l’interface puisque il existe déjà des objets prédéfinis. En outre, il est
l’un des outils les plus efficaces pour la réalisation des applications performantes. Les
fonctionnalités avancées de Visual Basic 6.0 tel que la compilation du code, la rapidité de
l’affichage des formulaires et l’accès amélioré à la base de données permettent au développeur de
créer des applications ayant des performances élevées.
V.2 L’environnement de travail
Pour le développement de notre application, nous avons utilisé le Visual Basic.
L’environnement de programmation de ce logiciel est composé de nombreuses fenêtres permettant
de définir
39

41. Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace SUPCOM
l’apparence des dialogues et des fenêtres de l’application, de saisir le code source, d’insérer des
contrôles, d’influer sur la présentation et le comportement des objets ou de gérer confortablement
des projets.
Lors du développement d’un projet, plusieurs fenêtres sont ouvertes : une fenêtre de création des
feuilles, de création de menu, la fenêtre des propriétés ainsi que la boite à outils elles sont utilisées à
tour de rôle. La fenêtre d’édition de code source et les fenêtres de test ne sont requises que pour la
saisie de code et pour la correction d’erreur.
L’activation d’un objet par un double clic dans une feuille en création permet de passer
instantanément à la fenêtre d’édition de code.
V.3 Conception de la solution
La conception représente une phase sensible et primordiale dans le cycle de développement
d' application. Dans le cas des modèles objets, la conception joue un rôle plus important dans la
une
mesure où elle vise à réutiliser des composants générés. Ce rôle est encore plus éminent lorsqu'
il
s' d' application gérant beaucoup de flux de données entre diverses entités. En effet, les
agit une
objets métiers génériques doivent assurer une réutilisation au sein d' même application et même
une
d' application à l'
une autre. De ce fait nous avons attaché une attention particulière à cette phase.
Dans ce chapitre, nous allons présenter, dans un premier temps, la modélisation des différents objets
dont nous aurons besoin dans notre application pour passer, par la suite, à la présentation et à la
conception du logiciel que nous devons réaliser.
Afin de récupérer les informations nécessaires, nous devons tout d’abord réaliser la
communication entre le mobile à trace et le PC.
V.4 La programmation de l’interface série RS232
La programmation de l’interface série est simplifiée par l’utilisation du composant
MSComm de Visual Basic. En effet, il suffit de le déclarer dans le logiciel et le paramètre en
utilisant la boite à outils qui est habituellement située le long de la bordure gauche de l’écran. Elle
contient les contrôles des images, étiquettes, boutons, zones de liste, barre de défilement, menus et
autres formes géométriques. Chaque contrôle ajouté à une feuille devient un objet c’est à dire un
élément programmable de l’interface utilisateur. Ces éléments seront visibles par l’utilisateur lors
de l’exécution du programme.
L’ajout de l’objet MSComm (Contrôle des communications séries) permet sous Visual Basic une
gestion efficace de la liaison série. Il faut l’intégrer dans la boite à outils. Il est chargé dans le projet
en cochant la case correspondante de la boite de dialogue qui s’ouvre par le choix du menu «
40

42. Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace SUPCOM
Projet/Composants… » sous le nom de MSComm. Le contrôle MSComm offre des fonctionnalités
de communications série en autorisant la transmission et la réception des données par
l’intermédiaire d’un port série.
Le contrôle communication permet d’ajouter des fonctionnalités simples ou évoluées de
communications pour le port série afin de créer un outil de communications complet géré de
manière évènementielle. Il donne accès à une série de commandes de communications standards.
Il permet de se connecter à un port série ou à un autre périphérique de communication (un
modem par exemple), d’émettre des commandes, d’échanger des données et de contrôler et traiter
divers évènements et erreurs pouvant se produire au cours d’une connexion série.
Chaque contrôle MSComm utilisé correspond à un port série spécifique. Si on utilise plusieurs ports
série dans l’application, on doit utiliser plusieurs contrôles MSComm. Bien que MSComm possède
de nombreuses propriétés importantes, il nous suffit d’en connaître au départ quelques unes :
Comm. Event : C’est un entier qui renvoie le code de l’événement qui vient de se produire.
Cette propriété n’est pas disponible de la création et elle est en lecture seule au moment de
l’exécution.
On Comm. : Elle détecte et gère les erreurs de communications.
Settings : Elle définit et renvoie la vitesse en bauds, la parité, les bits utiles et les bits d’arrêt
sous forme de chaîne.
Port Open : Booléen, ouvre et ferme un port de communication. Cette propriété n’est pas
disponible au moment de la création.
Input : Chaîne, renvoie et supprime les caractères provenant du tampon de réception.
Output : Ecrit une chaîne de caractères dans le tampon de transmission.
SThreshold : Même propriété que précédemment, mais elle est destinée pour la
transmission.
Voici quelques instructions courantes en VB :
MSComm.Commport = 1 « utilisation du port série COM1 ».
MSComm. setteings = « 9600, N, 8, 1 » ‘9600 bauds, pas de parité, 8 bits de données et un
bit d’arrêt.
MSComm.Sthreshold =1 ‘OnComm est appelé à chaque réception d’un caractère.
MSComm.InputLen = 0 ‘lire tout le tampon de réception lors d’un Input.
MSComm.PortOpen = True ‘ouverture du port.
MSComm1.Output = "AT" & Chr $(13) ‘ emission d’ une commande AT
MSComm.PortOpen = False ‘fermeture du port.
41

43. Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace SUPCOM
V.5 fonctionnement de l’outil
Cette application a été développée à l’aide de l’outil de programmation Microsoft visual Basic
avec l’utilisation du Microsoft EXCEL (qui va sert pour l’enregistrement d’un fichier de mesure
nécessaire lors d’un parcours pour l’évaluation du réseau). Dans ce qui suit, nous allons présenter
les différents menus de cette application [10].
V .5.1 Menu « fichier »
Ce menu contient deux autres sous-menus un qui permet d’enregistrer les différents paramètres
mesurés dans un fichier Excel lors d’un parcours. L’autre sous menu permet de quitter l’application
V .5.1 Menu « connexion »
Afin de permettre de communiquer avec le mobile à trace il faut tout d’abord ouvrir une
connexion via le port série et introduire les paramètres de la connexion
Figure 3.4 : Menu connexion
Si nous choisissons pas le numéro du port ou est connecté le mobile un message apparaît
42

44. Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace SUPCOM
Après l’ouverture d’une connexion, nous passons à afficher et récupérer les paramètres nécessaires.
V .5.2 Menu « mesure »
Ce menu comporte quatre sous menus
Figure 3. 5 : Menu mesure
V .5.2.1 Sous Menu « information cellule_courante »
Il permet d’afficher en temps réel les informations relatives à la cellule courante dans
laquelle le mobile est enregistré. Ces informations sont essentiellement l’identité de la cellule
(CELLID) et l’identité de la zone de localisation (LAI).
43

45. Développement d’un outil d’acquisition des données du mobile à trace SUPCOM
Figure 3.6 : Menu information cellule_courante
V .5.2 .2 Sous Menu « Paramètres RF cellule_courante »
IL permet d’afficher en temps réel les paramètres radio (RF) suivant l’état de mobile :
En mode veille : il permet de visualiser le niveau du champs et la fréquence BCCH de la
cellule courante
En mode dédié : il permet de visualiser en plus la qualité du signal (RxQual)
Nous avons choisi 3 niveaux du RxLev (respectivement RxQual) et nous avons associé à chaque
niveau une couleur significative
Niveau du signal important (en vert) : RxLev supérieure ou égale à -80 dbm
Niveau du signal moyen (en bleu) : RxLev compris entre -80 et -95 dbm
Niveau du signal mauvais (en rouge) : RxLev compris entre -95 et -110 dbm
Pour RxQual
Bonne qualité du signal (en vert) : RxQual supérieure ou égale à 3
Moyenne qualité du signal (en bleu) : RxQual compris entre 4 et 5
Mauvaise qualité du signal (en rouge) : RxQual compris entre 6 et 7
44