Les réseaux de télécommunications ont pris de plus en plus d'importance dans notre vie quotidienne. Pour satisfaire au mieux les besoins et les intérêts des clients, les opérateurs doivent pouvoir offrir, au meilleur prix, des services d'excellente qualité. C'est dans ce cadre que s'inscrit le problème de planification cellulaire des réseaux qui consiste à optimiser les coûts engendréspar l'installation et l'utilisation du système. Une planification bien effectuée a pour effet de réduire le temps de mise en marche, le coût des dépenses d'investissement ainsi que le coût des dépenses opérationnelles. Le réseau mobile est aujourd'hui un domaine en pleine effervescence. Pendant la dernière décennie, les évolutions de télécommunications ont explosé une nouvelle gamme de service qui a écarté les services classiques afin de satisfaire l’augmentation du nombre des utilisateurs et les exigences de taux de données élevés. Cette motivation laisse les générations mobiles se succéder et se développer, de la technologie GSM vers un système de paquets tout IP optimisé dénommé Long Term Evolution (LTE). L’opérateur se trouve, devant ces technologies, obligé de répondre à la croissance continue du trafic, avec une faible latence, une meilleure fiabilité, et une meilleure efficacité spectrale par rapport aux précédentes générations. Ces exigences ont stimulé les évolutions des réseaux pour mettre aujourd’hui le premier pas vers la quatrième génération avec LTE. A ce stade, l’opérateur doit réduire le coût d’investissement et augmenter la qualité de service pour assurer la rentabilité. Pour le faire il doit passer par les phases primordiales : dimensionnement et planification de système radio mobile, qui consiste à déterminer l'ensemble des composantes matérielles et logicielles de ces systèmes, les positionner, les interconnecter et les utiliser de façon optimale, en respectant, entre autres, une série de contraintes de qualité de service. De façon générale, le problème de planification fait intervenir plusieurs sous-problèmes avec chacun un niveau de complexité différent. Dans ce travail, le sous-problème qui est traité concerne l'affectation des cellules aux commutateurs. Ce problème consiste à déterminer un modèle d'affectation qui permet de minimiser le coût d'investissement des équipements du réseau 4G, tout en maximisant l'utilisation faite des équipements du réseau 3G déjà en place. Ainsi, la solution proposée est un modèle qui décrit la marche à suivre lors de la planification initiale d’un réseau LTE qui se base sur la planification et le dimensionnement des zones de suivi ou Tracking Area. Dans ce projet, nous allons donc effectuer une planification et un dimensionnement des zones Tracking Area.

2. Aide à la Planification
Cellulaire dans un Réseau
LTE (4G)
Thème
UniversitédesScienceset de technologieHouari Boumediene
Mémoire du projet de fin d’études pour l’obtention
du diplôme de master en TélécomRéseau et Multimédia
Promoteur: S. TAKH & F. MERAZKA
Présenté par:
KHALFI Chahinez

3. Plan
• Introduction
• Présentation générale du réseau LTE
• Planification Cellulaire dans le Réseau LTE
• Problème d’Affectation des cellules aux commutateurs
• Dimensionnement et Planification des zones Tracking
Area
• Développement de l’Outil « CI Planning TooL »
• Résultats et Interprétations
• Simulation sur MapInfo
• Conclusion

4. Introduction
HSPA+
LTE
(2008 R8)
HSPA+
(2007 R7)
HSDPA
(2002 R5)
HSUPA
(2005 R6)
W-CDMA
3GPP
release
99/4
2000/2001
LTE et
LTEAdvanc
ed (Release
9/10)

5. Présentation générale du réseau
LTE

6. Présentation générale du réseau LTE
1. Les Exigences du LTE
 Améliorer le support du services de données via une capacité accrue;
 Augmenter le débit;
 Réduire la latence;
Capacité des utilisateurs simultané Latence
200 BP= 5 MHZ
400 BP> 5MHZ
latence du plan de contrôle < 100 ms
latence du plan utilisateur < 5 ms
Débit
100 Mbps/s DL
50 Mbps/s UL
Mobilité
Vitesse max de 500 Km/s
Vitesse min de 0à 15 Km/s

7. Présentation générale du réseau LTE
2. Architecture d’un réseau LTE

8. 3. Interface Air dans LTE
Présentation générale du réseau LTE
MIMO
Techniques d’Accés Multiples
Blocs de Ressources
Méthodes d’Accés

9. La Planification Cellulaire dans un
Réseau LTE

10. 1. Processus de Planification
La Planification Cellulaire dans un Réseau LTE
Planification de sous-
système radio
Planification de
réseau d’accès
Planification du réseau
cœur

11. 1. Processus de Planification
 Planification de Sous-Système Radio Mobile
La Planification Cellulaire dans un Réseau LTE

12. 2. Les Problèmes de la Planification Cellulaire
Qualité de service dans les réseaux LTE
Ingénierie de
Trafic Allocation des
Ressources
Architecture
de réseau
Analyse de la couverture
et l’environnement radio
Gestion de
l’itinérance globale

13. Le Problème d’Affectation des
Cellules

14. Problème d’Affectation des Cellules
1. Analyse de Problème
 Relève Horizontale

15. Problème d’Affectation des Cellules
1. Analyse de Problème
 Relève Verticale

16. Problème d’Affectation des Cellules
2. Contraintes
 Chaque nœud eNodeB doit être affecté à un seul MME et un
seul SGW ;
 Chaque nœud SGSN doit être affecté à un seul MME et un
seul SGW ;
 Chaque nœud NodeB doit être affecté à un seul RNC, et
chaque RNC à un seul SGSN ;
 La quantité de trafic venant des eNode B et des SGSN ne doit
pas dépasser la capacité des MME et celle des SGW .

17. Planification et Dimensionnement
des zones Tracking Area

18. Le Processus de Planification et de Dimensionnement Tracking Area
Planification et Dimensionnement des zones Tracking Area

19. Planification et Dimensionnement des zones Tracking Area
1. Planification Tracking Area
 La conception basique d’une TAL
TAL avec un opérateur spécifié
- 16 TAs / TAL Maximum;
- Réduire le risque de Ping-Pong Update;
- le nombre des eNodeB / TA:
𝑛 𝑒𝑁𝑏/𝑇𝐴 =
𝑛 𝑒𝑁𝑏/𝑇𝐴𝑙𝑖𝑠𝑡
𝑛 𝑇𝐴/𝑇𝐴𝑙𝑖𝑠𝑡
TAL sans un opérateur spécifié
- TA Courante + TA précédente ;
- Réduire le risque de Ping-Pong Update;
- Augmente le nombre de zones TAs,

20. Planification et Dimensionnement des zones Tracking Area
2. Dimensionnement Tracking Area
Processus TAD
Dimensionnement
pour MME
Dimensionnement
pour eNodeB
𝑛 𝑒𝑁𝐵,𝑇𝐴𝑙𝑖𝑠𝑡,𝑀𝑀𝐸 =
𝐶 𝑀𝑀𝐸
𝑛 𝑆𝐴𝑈,𝑀𝑀𝐸 ∗ 𝐼 𝑝𝑎𝑔𝑒
𝑛 𝑒𝑁𝐵,𝑇𝐴𝑙𝑖𝑠𝑡,𝑒𝑁𝐵 =
𝐶𝑒𝑁𝐵
𝑛 𝑆𝐴𝑈,𝑒𝑁𝐵 ∗ 𝐼 𝑝𝑎𝑔𝑒
mi n( 𝑛 𝑒𝑁𝐵,𝑇𝐴𝑙𝑖𝑠𝑡,𝑒𝑁𝐵 , 𝑛 𝑒𝑁𝐵,𝑇𝐴𝑙𝑖𝑠𝑡,𝑀𝑀𝐸 )

21. Planification et Dimensionnement des zones Tracking Area
2. Dimensionnement Tracking Area
 La capacité de paging du MME
 La capacité de paging de l’eNodeB
𝐶𝑒𝑁𝑜𝑑𝑒𝐵= min(𝐶 𝐶𝑃𝑈, 𝐶 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘𝑖𝑛𝑔, 𝐶 𝑃𝐷𝑆𝐶𝐻𝐿𝑜𝑎𝑑, 𝐶 𝑃𝐷𝐶𝐶𝐻𝐿𝑜𝑎𝑑)
 𝐶 𝐶𝑃𝑈= 200 𝑝/𝑠
 𝐶 𝑃𝐷𝑆𝐶𝐻𝑙𝑜𝑎𝑑=
100𝑛 𝑆𝐵,𝑓𝑟𝑎𝑚𝑒 𝐿 𝑃𝐷𝑆𝐶𝐻,𝑚𝑎𝑥
2.75+0.24(𝑛 𝑃𝐷𝐶𝐶𝐻𝑠𝑦𝑚−1)
 𝐶 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘𝑖𝑛𝑔= 𝐶 𝐵𝑙𝑜𝑐𝑘𝑖𝑛𝑔,𝑃𝑂 ∗ 100𝑛 𝑃𝑂,𝑓𝑟𝑎𝑚𝑒
 𝐶 𝑃𝐷𝐶𝐶𝐻𝑙𝑜𝑎𝑑 = −100𝑛 𝑃𝑂,𝑓𝑟𝑎𝑚𝑒 ∗ ln 1 −
𝑛 𝐶𝐶𝐸,𝑓𝑟𝑎𝑚𝑒 𝐿 𝑃𝐷𝐶𝐶𝐻,𝑚𝑎𝑥
8𝑛 𝑃𝑂,𝑓𝑟𝑎𝑚𝑒
𝐶 𝑀𝑀𝐸 = 𝐶𝑆𝐶𝑇𝑃/𝑆1 ∗ 𝑛 𝑆𝐶𝑇 𝑃 𝑆1

22. Développement de l’Outil « CI
Planning TooL »

23. Développement de l’Outil « CI Planning TooL »
« CI Planning TooL »

24. Développement de l’Outil « CI Planning TooL »
« Diagramme de cas d’utilisation »

25. Développement de l’Outil « CI Planning TooL »
« Diagramme de Séquence »

26. Développement de l’Outil « CI Planning TooL »
Technologie LTE

27. Développement de l’Outil « CI Planning TooL »
Technologie LTE

28. Développement de l’Outil « CI Planning TooL »
Technologie 2G /3G

29. Développement de l’Outil « CI Planning TooL »
Technologie 2G /3G

30. Résultats et Interprétation

31. Résultat et Interprétation
Technologie LTE
Initialisation des Paramètres :
 Nombre de port SCTP/S1 de la MME : 5ports ;
 Le paramètre nB : 1/2T;
 L'Intensité de paging de l'eNodeB : 5000 page/seconde ;
 L'Intensité de paging par un bloc de paging : 500 page/Po ;
 Nombre des abonnées attache simultanément au MME : 350000
abonne ;
 Nombre des abonnées attache simultanément a l'eNodeB : 5000
abonne ;
 L'intensité de paging par abonne : 0.0001875 page /seconde ;
 Nombre des zones TA qui peut supporter une liste TA (TAL) : 5
TA/TAL.
• 213 eNodeB estimé de 𝑪 𝒆𝑵𝒐𝒅𝒆𝑩
• 114 eNodeB estimé de 𝑪 𝑴𝑴𝑬
• 23 eNodeB inclut dans une TA

32. Résultat et Interprétation
Technologie LTE
Variation du nombre des eNodeBs par TAL
0
20
40
60
80
100
120
3000 4500 6000 7500
Nbre des e-nodeB/TAL
Nbre des e-nodeB/TAL
MME Paging Capacity Nbre des eNodeB / TAL
3000 46
4500 69
6000 91
7500 114
0
50
100
150
200
250
25 50 100 150 200
Nbre des e-nodeB/TAL
Nbre des e-nodeB/TAL
eNodeB Paging Capacity Nbre des eNodeB / TAL
25 27
50 53
100 107
150 160
200 213

33. Résultat et Interprétation
Technologie LTE
Variation du nombre des eNodeBs par une zone TA
Nbre des EnB/TAL Nbre des EnB/TA
150 30
200 40
300 60
400 80
600 120
0
20
40
60
80
100
120
140
150 200 300 400 600
Nbre des EnB/TA
Nbre des EnB/TA

34. Résultat et Interprétation
Technologie 3G
Variation du nombre des zones RA selon le « Max Busy Time » dans le service PS
VSPANPS Nbre de RA/RNC
1056620 4
2086552 8
2275367 9
3272967 12
4002267 14
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1056620 2086552 2275367 3272967 4002267
Nbre de RA/RNC
Nbre de RA/RNC

35. Résultat et Interprétation
Technologie 3G
Variation du nombre des zones RA selon le « Taux d’utilisation de Paging»
paging Rate Nbre des RA/RNC
10% 30
20% 15
30% 10
40% 8
50% 6
70% 5
100% 3
0
5
10
15
20
25
30
35
10% 20% 30% 40% 50% 70% 100%
Nbre des RA/RNC
Nbre des RA/RNC

36. Résultat et Interprétation
Technologie 2G
Variation du nombre des BSC selon le « Rapport du temps de Paging »
paging success Time report Nbre de BSC /LA
10% 5
20% 3
30% 2
40% 2
50% 1
100% 1
0
1
2
3
4
5
6
10% 20% 30% 40% 50% 100%
Nbre de BSC /LA
Nbre de BSC /LA

37. Simulation sur MapInfo

38. Simulation sur MapInfo
Conception de la carte Map
Les étapes à suivre :
 Importer la base de données qui comporte tous les informations nécessaires
(fichier Excel)
 Le choix de type de projection WG584.
 Enregistrer et créer les points et les bordures.

39. Simulation sur MapInfo
Technologie LTE
Initialisation des paramètres:
 Le choix de la Wilaya a étudiée (wilaya : Alger, code wilaya : 16, latitude : 36,
longitude : 3) ;
 Mise en place de 500 sites 4G. (ex : code site : 4A16x120 le site 120 dans la
wilaya d'Alger) ;
 Les coordonnées GPS des sites ;
 Les MMEs mise en place au niveau d'Alger et leurs coordonnées GPS (3 MME);
 Le TAC affecté pour chaque site ;
 Les TAL configurées au niveaux des commutateurs MMEs (2 TAL pour chaque
MME).

40. Simulation sur MapInfo
Technologie LTE

41. Simulation sur MapInfo
Technologie 3G

42. Simulation sur MapInfo
Technologie 2G

43. Constats
 La capacité de paging du MME et de l'eNodeB agit de façons analogue
sur le nombre d'eNodeBs qui peut inclure une liste TA (TAL), plus la
capacité augmente, plus grand sera le nombre d'eNodeB.
 Plus on augmente le taux d'utilisation de paging, plus petit sera le nombre
de zone RA qui peut supporter un seul RNC.
 Plus on augmente le rapport de temps de paging pour que le mobile soit
paginer avec succès, plus que le nombre des BSC qui peut inclure une
zone LA diminue.
 Les TA doivent être totalement inclus dans un MME et ne peuvent pas être
splittes entre deux ou plusieurs MME.
 Deux ou plus de BSC et RNC peuvent avoir un même LAC, mais ce
dernier ne peut pas être répéter dans le même commutateur.

44. Conclusion
 L’évolution vers la quatrième génération demande une réduction de
coût d’investissement et une augmentation de QoS pour assurer la
rentabilité,
 Planification cellulaire consiste à déterminer un modèle d’affectation
des cellules aux commutateurs,
 Conception d’une application « CI Planning TooL »,
 Simulation sur le MapInfo,

45. Perspectives
Utilisation de l’outil « CI Planning TooL »
Planification du 4G en se basant sur les résultats
déjà obtenus lors de déploiement du réseau 3G,
Etendre le réseau existant

46. MERCI pour Votre Attention