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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR MINISTERE DE LA POSTE ET DES TECHNOLOGIES ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE DDE L’INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION INSTITUT NATIONAL DE LA POSTE ET DES TECHNOLOGIES DE L ’INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION Domaine ...

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MASTER.57 (1) Ali DIFALLAH

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LT E&LES RESEAUX4G Imen Mest iri LT E et les réseaux 4G massi brikh

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR MINISTERE DE LA POSTE ET DES TECHNOLOGIES ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE DDE L’INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION

INSTITUT NATIONAL DE LA POSTE ET DES TECHNOLOGIES DE L ’INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION

Domaine : Sciences et Technologies Mémoire de Projet de Fin d’Études pour l’obtention du diplôme de Master Option : Les TIC et le Management Thème

Optimisation d’un réseau 4G LTE au sein de HUAWEI Réalisé et présenté par

Encadreur/Co- Encadreur

M. AMIAR Abderaouf Melle. SAIDANI Maroua

M. SAHNOUN Ahmed M. MAHMEL Cherif

Soutenu, le 19/06/2016, devant le jury composé de : M. HAMOUDI M. BOUAKACHE M. OUANANE M. SAHNOUN Ahmed Dr. MEHMEL Cherif

Maître assistant A Maître assistant A Maître assistant A Ingénieur Maître conférence

INPTIC INPTIC INPTIC HWAEUI INPTIC

Année Universitaire : 2015-2016

Président Examinateur Examinateur Encadreur Co-encadreur

Dédicaces Je dédié ce travail A mon cher père Mohammed, pour tes immenses sacrifices, ton courage et sur tout ta patience et ta compréhension … A ma chère mère Fahima pour l’affection, la tendresse et l’amour dont tu m’as toujours entourée, pour le sacrifice et le dévouement dont tu as toujours fait preuve, pour les encouragements sans limites que tu ne cesses de me manifester, qui m’ont aidé poursuivre mes études et qui ont toujours été là pour moi … A mes très chères sœurs Feriel et Amel. A el-katkouta Anfel. A mes grands-parents. A mes oncles et à mes tantes. A chaque cousin et cousine. A mon binôme ainsi que toute sa famille. A tous les étudiants de l’INPTIC, surtout la 4eme promotion (Les Indiens). A mes très chers amis : Mohamed 31, Imad, Younes, Abdenour, Islem, Touri, Oussama, Moussa, Sofiane, Nouri, Ramdan, Farida, Sara, Lydia, Rayane A tous ceux que j’aime et qui m’aiment. A vous.

AbderaoufGR

Dédicaces Je dédie ce modeste travail en signe d’expression de tout mon affection et de ma grande gratitude pour mes chers parents, Said et Akila, qui M’ont donné existence, amour, tendresse, confiance, qui ont partagé avec moi tous mes instants de joie et de tristesse, qui m’ont soutenue dans toutes les circonstances de ma vie, qui m’ont toujours épaulé, aidé, orienté vers les bons. A mes frères NADIR, MALEK et OMAR A ma sœur IMENE et son fiancé MAROUANE A mes chers grands parents surtout ma charmante grande mère A ma grande sœur Zahia ainsi que ses enfants et surtout, ma petite adorable Rahaf. A Mes adorables copines de l’INPTIC surtout SARA, SOUMIA, YASMINE WASSILA Mes chers meilleurs amis de l‟INPTIC surtout la promotion de M2. Mon binôme Abdraouf ainsi que toute sa famille. Mon cher voisin Mohamed ainsi que toute sa famille

A mes collègues MOH, SOUFIANE, MOUSSA, RAYANE et LYDYA, qui ont su m’encourager, m’écouter et m’aider dans mon projet et m’ont donné la force de continuer malgré les obstacles rencontrés.

Maroua

Remerciements Avant tout nous remercions, Allah le tout puissant qui nous a donné la force et le courage de parvenir à réaliser ce modeste travail.

On adresse nous remercions également à notre co-encadreur M. MEHMEL Cherif pour tout le temps qu’il nous a consacré et pour la qualité de suivi durant toute la période de notre stage.

Nous tenons à exprimer nos remerciements à notre encadreur M. SAHNOUN Ahmed qui a accepté d’encadrer nos travaux durant ce stage et pour ces orientations et conseils.

Nous tenons à exprimer nos remerciements à M. MEMMI Fethi pour l’intérêt que nous a porté, nous avons bénéficié de son expérience et ses compétences en mettant à notre disposition tous les commodités nécessaires.

Nous remercions également les membres du jury d’avoir accepté de juger et évaluer notre mémoire, et de nous faire part de leurs précieuses remarques, et tous les enseignants de l’INPTIC.

Nous voudrions remercier tous les personnes qui nous ont encouragés et aider pendant ce stage surtout l’équipe de ROP/RNO de HUAWEI : Nadia, Imad, Yasmine, Mastapha …

Enfin, nous tenons à remercier toute personne qui nous a aidées de près ou de loin durant notre travail.

Table des matières

Introduction générale .................................................................................................................. 1 Chapitre I : Généralistes sur le réseau LTE Introduction ................................................................................................................................... 4 I.1. Long Term Evolution .............................................................................................................. 4 I.1.1. Définition du LTE ............................................................................................................ 4 I.1.2. Les exigences du LTE ...................................................................................................... 5 I.2. Architecture du réseau LTE .................................................................................................... 6 I.2.1. User Equipment ................................................................................................................ 6 I.2.2. Partie radio E-UTRAN ..................................................................................................... 7 I.2.3. Cœur de réseau LTE ......................................................................................................... 8 I.2.3.1. Mobility Management Entity..................................................................................... 8 I.2.3.2. Serving Gateway........................................................................................................ 9 I.2.3.3. PDN Gateway ............................................................................................................ 9 I.2.3.4. Home Subscriber Server ............................................................................................ 9 I.2.3.5. Policy and Charging Rules Function ......................................................................... 9 I.2.4. Interfaces de réseau LTE ................................................................................................ 10 I.3. Pile protocolaire de LTE ....................................................................................................... 10 I.3.1. Couches de LTE ............................................................................................................. 10 I.3.1.1. Couche physique...................................................................................................... 11 I.3.1.2. Couche liaison de données et accès ......................................................................... 11 I.3.1.3. Couche RRC ............................................................................................................ 12 I.3.1.4. NAS ......................................................................................................................... 12 I.3.2 Canaux de LTE ................................................................................................................ 12 I.3.2.1.Canaux logiques ....................................................................................................... 13 I.3.2.2. Canaux de transport ................................................................................................. 13 I.3.2.3. Canaux physiques .................................................................................................... 13 I.4. Techniques d’accès multiples en LTE .................................................................................. 14 I.4.1. Principe de l’OFDM ....................................................................................................... 14 I.4.2. Orthogonal Frequency Division Multiple Access .......................................................... 14 I.4.3. Single carrier Frequency Division Multiple Access Carrier .......................................... 15 I.5. Trame LTE ............................................................................................................................ 16 I.5.1. Structure de la trame LTE FDD ..................................................................................... 16 I.5.2. Physical Resource Blocks .............................................................................................. 16 I.6. Techniques de modulation .................................................................................................... 17 I.7. Système multiple input multiple output ................................................................................ 18 Conclusion ................................................................................................................................... 18

Table des matières

Chapitre II : Processus d'optimisation Introduction ................................................................................................................................. 19 II.1. L’optimisation RF................................................................................................................ 19 II.1.1. Objectifs d’optimisation................................................................................................ 19 II.1.2. Processus d'optimisation ............................................................................................... 19 II.1.3. Phases d’optimisation ................................................................................................... 20 II.1.3.1. Single site vérification ............................................................................................ 20 II.1.3.2. Optimisation par cluster ......................................................................................... 21 II.1.3.3. Optimisation de tout le réseau ................................................................................ 21 II.1.3.4. Amélioration des performances de réseau.............................................................. 21 II.2. Méthodes d’optimisation ..................................................................................................... 21 II.2.1. Ajustement d’azimut ..................................................................................................... 22 II.2.2. Ajustement de tilt .......................................................................................................... 22 II.2.3. Ajustement de puissance ............................................................................................... 22 II.2.3.1. Définition ............................................................................................................... 22 II.2.3.2. Interet de contrôle de puissance ............................................................................. 23 II.2.3.3. Classification de contrôle de puissance .................................................................. 23 II.2.3.3. Methodes d’ajustement de puissance ..................................................................... 24 II.3. Indicateurs clés de performance....................................................................................... 26 II.3.1. Accessibilité .................................................................................................................. 26 II.3.1.1. RRC Setup Success Rate (service) ......................................................................... 26 II.3.1.2. RRC Setup Success Rate (signaling) ..................................................................... 27 II.3.1.3. E-RAB Setup Success Rate (service) ..................................................................... 27 II.3.1.4. E-RAB Setup Success Rate (all) ............................................................................ 27 II.3.2. Continuité ...................................................................................................................... 28 II.3.3. Mobility......................................................................................................................... 28 II.4. Analyse des problèmes RF et Troubleshooting ................................................................... 29 II.4.1. Problèmes de couverture ............................................................................................... 29 II.4.1.1. Facteurs influant sur la couverture ......................................................................... 29 II.4.1.2. Faible couverture « Weak Coverage » ................................................................... 29 II.4.1.3. Absence de la cellule dominante ............................................................................ 31 II.4.1.4. « Cross coverage » ................................................................................................. 31 II.4.1.5. Déséquilibre entre UL /DL ..................................................................................... 31 II.4.2. Problèmes de mobilité................................................................................................... 32 Conclusion ................................................................................................................................... 33 Chapitre III : Analyse et optimisation de performances du réseau LTE Introduction ................................................................................................................................. 34 III.1. Analuse des besions ........................................................................................................... 34

Table des matières

III.2. Réalisation et description de l’application ......................................................................... 34 III.2.1. Description de l'outil .................................................................................................... 34 III.2.2. Création d’application ................................................................................................. 35 III.2.2.1. Interface d’authentification ................................................................................... 35 III.2.2.2. Interface principale de traitement ......................................................................... 36 III.3. Etude de cas ........................................................................................................................ 37 III.3.1. Problème d’overshooting ............................................................................................. 37 III.3.1.1. Drive testing .......................................................................................................... 37 III.3.1.2. Traitement et analyse ............................................................................................ 38 III.3.1.3. Solution proposée .................................................................................................. 39 III.3.1.4. Résultat final ......................................................................................................... 41 III.3.1.5. Vérification du KPIs du trafic ............................................................................... 42 III.3.2. Problème de congestion ............................................................................................... 44 III.3.2.1. Solution proposée .................................................................................................. 44 III.3.2.2. Solution du cas reselection.................................................................................... 45 III.3.2.3. Résultat final ......................................................................................................... 46 Conclusion ................................................................................................................................... 47 Conclusion générale .................................................................................................................. 48 Références bibliographiques Annexes

Liste des acronymes

1G

1st Generation

2G

2nd Generation

3G

3rd Generation

3GPP

3rd Generation Partnership

Project 4G

4th Generation

_______ A _______ AM

Acknowledged Mode

ARQ

Automatic Repeat Request

_______ B _______ BCH

Broadcast Channel

BCCH

Broadcast Control Channel

BPSK

Binary Phase Shift Keying

_______ C _______

________ F _________ FDD

Frequency Division Duplexing

FFT

Faste Fourier Transform

________ G _________ GSM

Global System Mobile

GTP

GPRS Tunneling Protocol

________ H ________ HARQ Request

Hybrid Automatic Repeat

HLR

Home Location Register

HO

Hand-Over

HSPA

High Speed Packet Access

HSS

Home Subscriber Server

________ I _________

CCCH

Common Control Channel

ICI

Interférences Intra Cellulaires

CN

Core Network

IES

Interférences entre symboles

COPC

Close Open Power Control

IFFT

Inverse Fast Fourier Transform

CQI

Channel Quality Indicator

IP

Internet Protocol

_______ D _______

________ K ________

DCCH

Dedicated control Channel

DL

Down Link

DL-SCH

Downlink Shared Channel

________ L _________

DT

Drive Tests

LTE

Long Term Evolution

DTCH

Dedicated Traffic Channel

LTE-A

Long Term Evolution-Advanced

_______ E _______

KPI

Key Performance Indicator

________ M ________

eNode B

Evolved Node B

EMM

MAC

Medium Access Control

EPS Mobility Management

EPC

MIMO

Multiple Input Multiple Output

Evolved Packet Core

EPRE

MISO

Multiple Input Single Output

Energy per Ressource Element

E-RAB

MME

Mobility Management Entity

E-UTRAN Radio Access Bearer

ESM

EPS Session Management

________ N ________

E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial NACK Radio Access Network NAS

Negative Acknowledgement Non-Access Stratum

Liste des acronymes

________ O _______ OFDM Multiple

Orthogonal Frequency Division

OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access OLPC

Open Loop Power Control

_______ P ________ PAPR

Peak-to-Average Power Ratio

PCCH

Paging Control Channel

PCH

Paging Channel

PCFICH Physical Control Format Indicator Channel PCI

Physical Channel Indicator

PCRF Function

Policy and Charging Rules

PDCCH Channel

Physical Downlink Control

PDCP Packet Data Protocol Convergence

RE

Ressources Element

RF

Radio Ferqeuncy

RLC