PFE Wifi Offload 3G

Rapport du projet de fin d’études | 2012-2013

Cycle de formation des ingénieurs en Télécommunications

Option :

Ingénierie des Réseaux

Rapport de Projet de fin d’études

Thème :

Design et optimisation d’un réseau Wi-Fi

offload 3G pour Tunisie Télécom

Réalisé par :

Marwa Dammak

Encadrant (s) :

M. Kais AMEUR

M. Nabil TABBANE

Travail proposé et réalisé en collaboration avec

Année universitaire : 2012-2013

2

Cycle de formation des ingénieurs en Télécommunications

Option :

Ingénierie des Réseaux

Rapport de Projet de fin d’études

Thème :

Design et optimisation d’un réseau Wi-Fi

offload 3G pour Tunisie Télécom

Réalisé par :

Marwa Dammak

Encadrant (s) :

M. Kais AMEUR

M. Nabil TABBANE

Travail proposé et réalisé en collaboration avec

Année universitaire : 2012-2013

i

Dédicaces

Je dédie ce modeste travail et ma profonde gratitude à :

Ma très chère mère Zohra et mon très cher père Abelwaheb pour l'éducation que vous

m’avez prodiguée, avec tous les moyens et au prix de tous les sacrifices que vous avez

consentis à mon égard, pour le sens du devoir que vous m’avez enseigné depuis mon enfance.

Que dieu vous protège et vous accorde une bonne santé et une longue vie.

Mon frère Mohamed et ma sœur Abir : mon affection pour vous est sans limite. Votre

soutien moral et vos encouragements ont sans doute été importants pour le bon déroulement

de mes études. Je vous remercie et je vous souhaite tout le bonheur et le succès que vous

méritez.

Tous les membres de ma famille, vous avez toujours été là dans les bons et les mauvais

moments. Je vous remercie pour les bons moments partagés.

Tous mes Amis, et tous ceux que j’aime et qui m’aiment trouveront ici l’expression de mon

profond respect.

Marwa Dammak

ii

Avant Propos

Ce document s’inscrit dans le cadre de la préparation du diplôme d’ingénieur en

télécommunications, option Ingénierie des réseaux (IRES) à l’école supérieure des

communications de Tunis (SUP’COM). Il a été réalisé au sein du département d’optimisation

des réseaux 2G/3G de l’opérateur Tunisie Télécom qui cherche à améliorer la qualité de

services de ces deux générations.

Le but de notre projet « Design et optimisation d’un réseau Wi-Fi offload 3G pour Tunisie

Télécom » est le dimensionnement et la planification d’un réseau Wi-Fi qui permettra la

décharge du réseau 3G de Tunisie Télécom.

iii

Remerciement

Je tiens à témoigner mes pleines reconnaissances de vigueur à l’Ecole Supérieure des

Communications de Tunis (Sup’Com) pour la qualité de l’enseignement qu’elle m’a dispensé

et le choix judicieux des instructeurs.

Je remercie sincèrement mon encadrant Monsieur Nabil TABBANE, maître de conférences à

SUP’COM, qui, malgré les occupations et les responsabilités qu’il assume, a toujours eu le

temps pour m’écouter m’orienter.

Je tiens tout particulièrement à adresser ma profonde reconnaissance à Monsieur Kais

AMEUR, chef de département d’optimisation des réseaux 2G/3G et co-encadrant de ce projet

pour m’avoir donnée la chance de travailler sur un outil de planification assez puissant et pour

ses précieux conseils et astuces qu’il m’a refilés.

Je suis très reconnaissante à Monsieur Mohamed AYEDI maître assistant à SUP’COM, pour

son aide, ses conseils précieux et ses suggestions pertinentes.

Je remercie également tous ceux qui m’ont aidée, de près ou de loin, durant la période de ce

travail.

Mes vifs remerciements s’adressent également aux membres de jury qui ont accepté de juger

ce travail. Que ce travail soit le modeste témoignage de ma haute considération et mon

profond respect.

iv

Résumé

Les réseaux radio ont toujours essayé de répondre aux besoins de plus en plus pressants des

abonnées essentiellement au niveau des services DATA.

Cependant, ces réseaux n’ont pas pu supporter l’évolution rapide et continue des besoins de

ces services ce qui a causé l’apparition des problèmes de congestion au niveau des réseaux

3G. Face à cette situation urgente, certains opérateurs ont opté pour le Wi-Fi offload comme

solution adéquate et simple à mettre en œuvre avec le minimum des coûts.

C’est dans ce cadre que s’inscrit notre projet de fin d’étude qui a porté sur l’étude du concept

du Wi-Fi offload afin de le déployer dans les zones où le réseau 3G souffre de problème de

congestion.

Nous avons détaillé le processus de fonctionnement de l’outil de dimensionnement Wi-Fi que

nous avons élaboré. Nous avons également décrit les étapes de planification à suivre à l’issu

du processus de dimensionnement. Nous avons, enfin, étudié un cas réel de site congestionné.

Après avoir dimensionné ce site avec notre application, nous avons utilisé Atoll pour le

planifier et le simuler afin de mettre en évidence ses performances en terme de couverture et

de capacité.

Mots clés : offloading Wi-Fi/3G, dimensionnement, planification, Atoll, couverture, capacité.

v

Abstract

Radio networks have always tried to meet the increasingly pressing needs of subscribers

mainly for DATA services. However, these networks could not support the rapid and ongoing

needs of these services which caused the appearance of congestion in 3G networks. Faced

with this urgent situation, some operators have opted for the Wi-Fi offload as adequate and

simple to implement with the minimum cost solution.

In this context, our final project study is focused on the study of the concept of Wi-Fi offload

to deploy in areas where the 3G network is suffering from congestion problem.

We have detailed the operation of the Wi-Fi dimensioning tool that we have developed. We

also described the planning stages to follow after the dimensioning. We finally studied a real

case of congested site. After designing this site with our application, we used Atoll to plan it

and simulate it to highlight its performance in terms of coverage and capacity.

Key Words : offloading Wi-Fi/3G, dimensioning, planning, Atoll, coverage, capacity.

vi

Table des matières

Introduction générale .................................................................................................................. 1

Chapitre I : Etat de l’art des réseaux Wi-Fi offload 3G ............................................................ 3

I.1. Introduction .......................................................................................................................... 4

I.2. Le réseau 3G ........................................................................................................................ 4

I.2.1. Architecture du réseau 3G ............................................................................................. 4

I.2.2. Evolution des réseaux UMTS ....................................................................................... 7

I.2.2.1. HSDPA ................................................................................................................... 7

I.2.2.2. HSUPA ................................................................................................................... 7

I.2.3. Cause de congestion ...................................................................................................... 8

I.3. Le réseau Wi-Fi .................................................................................................................... 8

I.3.1. Introduction au réseau Wi-Fi ......................................................................................... 8

I.3.2. Les évolutions de la norme 802.11 ................................................................................ 9

I.3.3. Les topologies d’un réseau Wi-Fi ............................................................................... 10

I.3.3.1. Le mode Ad-Hoc .................................................................................................. 10

I.3.3.2. Le mode infrastructure .......................................................................................... 11

I.3.4. Les fréquences Wi-Fi .................................................................................................. 11

I.3.5. Architecture des réseaux Wi-Fi ................................................................................... 12

I.3.5.1. BSS et IBSS .......................................................................................................... 12

I.3.5.2. ESS ....................................................................................................................... 12

I.3.6. Les équipements Wi-Fi ............................................................................................... 13

I.3.6.1. Les cartes réseau ................................................................................................... 13

I.3.6.2. Les équipements d’infrastructure ......................................................................... 14

I.4. L’offloading Wi-Fi/3G ...................................................................................................... 14

I.4.1. Introduction ................................................................................................................. 14

I.4.2. Pourquoi choisir le Wi-Fi ? ......................................................................................... 14

I.4.3. Le principe du Wi-Fi offloading ................................................................................. 15

I.4.3.1. Commutation basée sur une application ............................................................... 16

I.4.3.2. Wi-Fi Mobility ...................................................................................................... 16

I.4.3.3. IP flow Mobility ................................................................................................... 24

vii

I.5. Conclusion ......................................................................................................................... 26

Chapitre II : Etude de dimensionnement et de planification d’un réseau wifi offload 3G pour

Tunisie Télécom ....................................................................................................................... 27

II.1. Introduction ...................................................................................................................... 28

II.2. Dimensionnement d’un réseau Wi-Fi offload 3G ............................................................ 28

II.2.1. Introduction ................................................................................................................ 28

II.2.2. Processus de dimensionnement d’un réseau Wi-Fi ................................................... 28

II.2.2.1. Dimensionnement de la couverture ..................................................................... 29

II.2.2.1.1. Bilan de liaison ................................................................................................. 30

II.2.2.1.2. Propagation en espace libre .............................................................................. 32

II.2.2.1.3. Facteurs d’atténuation ...................................................................................... 32

II.2.2.1.4. Modèles de propagation ................................................................................... 33

II.2.2.1.5. Résultat du dimensionnement de la couverture ................................................ 34

II.2.2.2. Dimensionnement de la capacité ......................................................................... 34

II.2.2.2.1. Bande passante par service ............................................................................... 35

II.2.2.2.2. Bande passante totale ....................................................................................... 35

II.2.2.2.3. Résultat du dimensionnement de la capacité .................................................... 35

II.2.3. Etude conceptuelle de l’outil de dimensionnement .................................................. 36

II.2.3.1. Modélisation de l’outil ........................................................................................ 36

II.2.3.2. Conception de l’outil ........................................................................................... 37

II.3. Planification d’un réseau Wi-Fi offload 3G ..................................................................... 42

II.3.1. Introduction ................................................................................................................ 42

II.3.2. Problématiques de planification d’un réseau Wi-Fi ................................................... 42

II.3.2.1. Topologie à déployer ........................................................................................... 42

II.3.2.2. Affectation des canaux ........................................................................................ 43

II.3.2.3. Interférences ........................................................................................................ 45

II.3.3. Outils de planification ................................................................................................ 45

II.3.4. Etude Conceptuelle du Processus de Planification .................................................... 45

II.3.4.1. Procédure de mise en place des sites ................................................................... 45

II.3.4.2. Procédure de calcul des différents niveaux de champs ....................................... 46

II.3.4.3. Procédure de calcul de la couverture par émetteur.............................................. 46

II.3.4.4. Procédure de calcul des zones de recouvrement entre les différents sites .......... 46

II.3.4.5. Procédure de simulation ...................................................................................... 47

II.4. Conclusion ........................................................................................................................ 48

viii

Chapitre III : Réalisation d’un réseau Wi-Fi offload 3G ......................................................... 49

III.1. Introduction ..................................................................................................................... 50

III.2. Implémentation de l’outil de dimensionnement Wi-Fi ................................................... 50

III.2.1. Environnement de travail .......................................................................................... 50

III.2.2. Réalisation ................................................................................................................ 50

III.2.2.1. Détection de sites congestionnés........................................................................ 50

III.2.2.2. Dimensionnement d’un site congestionné avec l’outil «Dim_Wi-Fi_Offload» 51

III.3. Planification du réseau Wi-Fi offload 3G ....................................................................... 62

III.3.1. Présentation de l’outil Atoll ...................................................................................... 63

III.3.2. Procédure de planification ........................................................................................ 63

III.3.2.1 Phase Input .......................................................................................................... 63

III.3.2.1.1. Phase input 3G ................................................................................................ 63

III.3.2.1.2. Phase input Wi-Fi ........................................................................................... 66

III.3.2.2. Phase de planification radio ............................................................................... 68

III.3.2.2.1. Performance radio 3G ..................................................................................... 69

III.3.2.2.2. Performance radio du réseau Wi-Fi offload 3G .............................................. 75

III.4. Conclusion ....................................................................................................................... 82

Conclusion générale ................................................................................................................. 83

Annexe 1 : Les facteurs d’atténuation ...................................................................................... 84

Annexe 2 : Java et Eclipse ........................................................................................................ 86

Bibliographie ............................................................................................................................ 87

Netographie .............................................................................................................................. 89

ix

Liste des figures

Figure 1 : Architecture du réseau 3G coexistant avec le réseau 2G. .......................................... 5

Figure 2 : Les domaines de l’architecture du réseau UMTS. ..................................................... 5

Figure 3 : Un réseau Wi-Fi en mode Ad-Hoc. ......................................................................... 11

Figure 4 : Un réseau Wi-Fi en mode infrastructure. ................................................................ 11

Figure 5 : Exemple de cartes réseaux ....................................................................................... 13

Figure 6 : Exemples d’antennes Wi-Fi. .................................................................................... 13

Figure 7 : Le parcours d’offloading Wi-Fi/3G. ........................................................................ 16

Figure 8 : L’implémentation du PDG en réutilisant les fonctionnalités du GGSN. ................. 17

Figure 9 : La procédure d’établissement du Tunnel. ................................................................ 18

Figure 10 : Architecture I-WLAN. ........................................................................................... 19

Figure 11 : Le Wi-Fi mobility basé sur le DSMIPv6. ............................................................... 21

Figure 12: Le HandOver d’I-WLAN au systéme 3GPP. ......................................................... 21

Figure 13 : Le HandOver du systéme 3GPP à l’I-WLAN. ...................................................... 22

Figure 14: L’architecture d’interaction entre le mobile et l’ANDSF. ..................................... 24

Figure 15 : L’IP flow mobility. ................................................................................................ 26

Figure 16 : Organigramme explicatif du processus de dimensionnement. .............................. 29

Figure 17 : Un exemple de chaine de transmission du signal radio d’un réseau Wi-Fi. .......... 30

Figure 18 : Diagramme de cas d’utilisation globale de l’outil de dimensionnement. .............. 37

Figure 19 : Diagramme de séquences de l’outil de dimensionnement Dim_Wi-Fi_Offload ... 38

Figure 20 : Diagramme d’activité du module « authentification». .......................................... 39

Figure 21 : Diagramme de cas d’utilisation du module « Dimensionnement orienté

couverture». .............................................................................................................................. 40

Figure 22 : Diagramme de cas d’utilisation du module «Dimensionnement orienté capacité».

.................................................................................................................................................. 41

Figure 23 : La distribution des canaux de la bande ISM. ......................................................... 43

Figure 24 : Exemple d’allocation de canaux dans un réseau Wi-Fi avec recouvrement. ........ 44

Figure 25 : Structure de la procédure « Mise en place des sites ». .......................................... 45

Figure 26 : Structure de la procédure « Calcul des niveaux de champ du signal émis ». ........ 46

Figure 27 : Structure de la procédure «Calcul de la couverture par émetteur». ....................... 46

Figure 28 : Structure de la procédure «Calcul des zones de recouvrement». .......................... 47

Figure 29 : La procédure de «Simulation». .............................................................................. 47

Figure 30 : Structure de la procédure de «Calcul des débit offerts». ....................................... 48

Figure 31 : Interface d’authentification de l’outil. ................................................................... 51

Figure 32 : L’interface des paramètres de l’AP de l’outil. ....................................................... 52

Figure 33 : L’interface des paramètres du câble est de l’antenne de l’outil. ............................ 53

Figure 34 : Interface des paramètres de la zone. ...................................................................... 54

Figure 35 : Interface des paramètres du modèle de propagation. ............................................. 55

Figure 36 : Interface de résultat de dimensionnement orienté couverture. .............................. 56

Figure 37 : Interface des paramètres de capacité. .................................................................... 57

x

Figure 38 : Interface nombre d’abonnés par service. ............................................................... 58

Figure 39 : Interface de la bande passante individuelle par service. ........................................ 59

Figure 40 : Interface du taux de pénétration par service. ......................................................... 60

Figure 41 : Interface du résultat de dimensionnement orienté capacité. .................................. 61

Figure 42 : Interface du résultat final du dimensionnement. .................................................... 62

Figure 43 : Exemple de configuration par défaut du service « Mobile Internet Access». ....... 64

Figure 44 : Paramètres d’allocation automatique des Neighbors. ............................................ 66

Figure 45 : La couverture par niveau de champ pour le réseau 3G.......................................... 69

Figure 46 : La couverture par émetteur pour le réseau 3G. ...................................................... 69

Figure 47 : Résultat de simulation pour le site congestionné du réseau 3G avant l’offload. ... 70

Figure 48 : Les statistiques de la simulation du réseau 3G avant l’offload.............................. 71

Figure 49 : Résultat de calcul du débit pour le site congestionné avant l’offload. .................. 71

Figure 50 : Statistiques de la distribution des débits offerts par le site congestionné avant

l’offload. ................................................................................................................................... 72

Figure 51 : Résultat de la simulation pour le site 3G congestionné après l’offload................. 72

Figure 52 : Statistiques de la simulation du site congestionné après l’offload. ....................... 73

Figure 53 : Résultat de calcul du débit pour le site congestionné après l’offload. ................... 73

Figure 54 : Statistiques de la prédiction de débit pour le site congestionné après l’offload. ... 74

Figure 55 : Comparaison entre la couverture en débit offerte par le site 3G congestionnée

avant et après l’offload. ............................................................................................................ 75

Figure 56 : Statistiques de la comparaison entre la couverture en débit offerte par le site 3G

congestionné avant et après l’offload. ...................................................................................... 75

Figure 57 : Couverture par niveau de champs du réseau Wi-Fi. .............................................. 76

Figure 58 : Statistiques des mesures des niveaux de champs offerts par les points d’accès du

réseau Wi-Fi. ............................................................................................................................ 76

Figure 59 : Calcul des zones de recouvrement entre les cellules Wi-Fi................................... 77

Figure 60 : Histogramme illustratif du calcul des zones de recouvrement du réseau Wi-Fi. .. 77

Figure 61 : Résultat de la simulation du réseau Wi-Fi. ............................................................ 78

Figure 62 : Statistiques de la simulation du réseau Wi-Fi ........................................................ 78

Figure 63 : Le débit moyen offert par le réseau Wi-Fi. ............................................................ 79

Figure 64 : Histogramme de la distribution du débit effective pour le réseau Wi-Fi. ............. 79

Figure 65 : Taux d’erreur par bloc du réseau Wi-Fi................................................................. 80

Figure 66 : Histogramme de la prédiction du taux d’erreur par bloc pour le réseau Wi-Fi. .... 80

Figure 67 : Résultat de prédiction de la qualité du canal pour le réseau Wi-Fi. ...................... 81

Figure 68 : Histogramme de la prédiction de la qualité du canal du réseau Wi-Fi. ................. 82

Figure 69 : Le phénomène de réflexion d’une onde radio. ...................................................... 84

Figure 70 : Phénomène de diffraction d’onde radio. ................................................................ 84

Figure 71 : Le phénomène de trajets multiples et son impacte sur le signal. ........................... 85

xi

Liste des tableaux

Tableau 1 : Exemple de base de données d’ANDSF. .............................................................. 23

Tableau 2: Un exemple d’ISRPs de la release 10 de 3GPP. .................................................... 25

Tableau 3 : La réglementation des canaux Wi-Fi pour quelques pays . ................................... 44

Tableau 4 : exemple de configuration d’un site pour un réseau 3G. ........................................ 65

Tableau 5 : paramètres de configuration des émetteurs d’un site 3G. ..................................... 65

Tableau 6 : Configuration des sites du réseau Wi-Fi. .............................................................. 67

Tableau 7 : La configuration des émetteurs des sites Wi-Fi. ................................................... 67

Tableau 8 : Définition des canaux de fréquence pour le réseau Wi-Fi. ................................... 68

Tableau 9 : Configuration des cellules Wi-Fi. ......................................................................... 68

xii

Liste des acronymes

0-9

2G 2éme

génération

3G 3éme

génération

3GPP 3rd

Generation Partnership Project

A AES Advanced Encryption Standard

AP Access Point

AAA Authentication, Authorization and Accounting

ANDSF Access Network Discovery and Selection Function

B

BTS Base Transceiver Station

BSS Basic Service Set

BSA Basic Service Area

BSSID Basic Service Set Identifier

BLER Bloc Error Rate

C

CDMA Code division multiple access

CoA Care of address

CE Channel Element

D

DCF Distributed Coordination Function

DSMIPv6 Dual Stack Mobile IP version 6

xiii

E

ESS Extended Service Set

ETSI European Telecommunications Standards Institute

G

GSM Global System for Mobile Communications

GGSN Gateway GPRS Support Node

GPRS General Packet Radio Service

GTP GPRS Tunneling Protocol

H

HSDPA High-Speed Downlink Packet Access

HSUPA Hight Speed Uplink Packet Access

HSPA Hight Speed Packet Access

HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest

hyperLAN HIgh PERformance radio LAN

HA Home Agent

I

IBSS Independent Basic Service Set

IMSI International Mobile Subscriber Identity

I-WLAN Interworking WLAN

ISRP Inter-System Routing Policies

ISM Industrial Scientific Medical

IPsec Internet Protocol Security

IP Internet Protocol

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

ISMP Inter-System Mobility Policies

IDE Integrated Development Environnement

M

ME Mobile Equipement

MSC Mobile Switching Center

MAC Media Access Control

xiv

N

NAP Network Access Provider

NAS Network Service Provider

O

OSLR Optimized Link State Routing Protocol

OMA-DM Open Mobile Aliance-Device Management

P

P-TMSI Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity

PCF Point Coordination Function

PCMCIA Personal Computer Memory Card International Association

PCI Peripheral Component Interconnect PDG Packet Data Gateway

PDN Public Data Network

PIRE Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente

PLMN Public Land Mobile Network

R

RNC Radio Network Controller

T

TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity TTG Tunnel Termination Gateway

S

SIM Subscriber Identity Module

SGSN Serving GPRS Support Node

SSID Service Set Identifier

SNR Signal-to-Noise-Ratio

SPM Standard Propagation Model

http://en.wikipedia.org/wiki/Public_data_network

xv

U

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

UE User Equipement

USIM Universal Subscriber Identity Module

UTRAN UMTS Terrestrial RNC Radio Access Network

U-NII Unlicensed National Informaion Infrastructure

USB Universal Serial Bus

USD United States Dollar

W

Wi-Fi Wireless Fidelity

WCDMA Wideband Code Division Multiple Access

WPAN Wireless Personal Area Network

WLAN Wireless Local Area Network

WMAN Wireless Metropolitan Area Network

WiMax Worldwide Interoperability for Microwave Access

WECA Wireless Ethernet Compatibility Alliance

WAG Wireless Access Gateway

Rapport de projet de fin d’études 2012-2013

1

Introduction générale

Le réseau mobile a vécu une multitude de changements et d’évolution soit au niveau des

équipements ou au niveau de l’architectures afin d’essayer de répondre à l’évolution des

besoins des usagers en terme de qualité de service de ces réseaux.

On est passé d’une génération à une autre en commençant par la génération 0G jusqu’à la

génération 3G et récemment la génération 3G+ en introduisant lors de chaque passage des

améliorations soit logicielles ou matérielles dans le but de satisfaire les besoins des abonnés.

Malgré toutes ces améliorations, le réseau 3G n’a pas pu faire face à l’explosion des données

que vit le monde numérique. De ce fait, les opérateurs ont essayé de trouver d’autres solutions

pour renforcer leurs réseaux. Parmi ces solutions figure le concept du Wi-Fi offload qui

permet de décharger le trafic du réseau 3G sur un réseau Wi-Fi. Avant la mise en place de

cette solution, les opérateurs doivent faire une étude sur ce nouveau concept puis planifier le

réseau Wi-Fi selon leurs besoins afin de garantir la meilleure performance aussi bien au

niveau de la couverture qu’au niveau de la capacité que ce nouveau réseau peut offrir. C’est

dans ce cadre que notre projet de fin d’étude s’inscrit.

Ce projet est réalisé chez l’opérateur Tunisie Télécom. Toujours à la recherche d’une

meilleure qualité de service et une satisfaction maximale pour ses abonnés, Tunisie Télécom

était consciente de la problématique de congestion que face son réseau 3G et elle a opté pour

la solution du Wi-Fi offload vu son efficacité et son coût réduit.

Le présent rapport sera organisé comme suit :

Dans le premier chapitre, nous allons donner une idée générale sur le réseau cellulaire 3G

avec ses évolutions. Ensuite nous allons mettre l’accent sur les réseaux Wi-Fi et leurs

différentes caractéristiques. Enfin nous allons expliquer le concept du Wi-Fi offload.


2

Le deuxième chapitre est consacré pour l’explication du processus de dimensionnement d’un

réseau Wi-Fi avec une modélisation de l’outil de dimensionnement que nous avons

développé. De plus, nous allons décrire le processus de planification d’un réseau et les étapes

de sa réalisation à l’aide d’un outil de planification.

Nous allons présenter dans le dernier chapitre une étude de cas qui mettra en exergue l’outil

de dimensionnement que nous avons développé ainsi que l’outil de planification « Atoll » que

nous allons présenter au niveau de ce chapitre.


3

Chapitre I

Etat de l’art des réseaux Wi-Fi offload 3G

I.1. Introduction .......................................................................................................................... 4

I.2. Le réseau 3G ........................................................................................................................ 4

I.2.1. Architecture du réseau 3G ............................................................................................ 4

I.2.2. Evolution des réseaux UMTS ...................................................................................... 7

I.2.3. Cause de congestion ..................................................................................................... 8

I.3. Le réseau Wi-Fi .................................................................................................................... 8

I.3.1. Introduction au réseau Wi-Fi ......................................................................................... 8

I.3.2. Les évolutions de la norme 802.11 ................................................................................ 9

I.3.3. Les topologies d’un réseau Wi-Fi ............................................................................... 10

I.3.4. Les fréquences Wi-Fi .................................................................................................. 11

I.3.5. Architecture des réseaux Wi-Fi ................................................................................... 12

I.3.6. Les équipements Wi-Fi ............................................................................................... 13

I.4. L’offloading Wi-Fi/3G ...................................................................................................... 14

I.4.1. Introduction ................................................................................................................. 14

I.4.2. Pourquoi choisir le Wi-Fi ? ........................................................................................ 14

I.4.3. Le principe du Wi-Fi offloading ................................................................................ 15

I.5. Conclusion ...................................................................................................................... 26


4

I.1. Introduction

Les réseaux cellulaires ainsi que sans fil ont subit au court du temps des évolutions afin de

servir les demandes et les exigences croissantes des clients. C’est le cas du réseau 3G et du

réseau Wi-Fi. Cependant, ces améliorations n’ont pas été suffisantes. D’où on a eu recours à

d’autres solutions à savoir le Wi-Fi offload. Dans ce chapitre on va commencer par une

description du réseau 3G. Ensuite on va présenter le réseau Wi-Fi pour finir avec l’explication

du principe du Wi-Fi offload pour les réseaux 3G.

I.2. Le réseau 3G

I.2.1. Architecture du réseau 3G

Le réseau de la troisième génération radio peut être représenté par l’UMTS. Cette génération a

apporté des améliorations par rapport à la génération 2G avec toutes ses évolutions [N1].

Ces améliorations peuvent être résumées par :

Un accès plus rapide à internet depuis les équipements mobiles à savoir les téléphones

portables, les tablettes ou les clés 3G.

Une qualité de communication plus proche de la téléphonie fixe.

Une solution pour la congestion vécue par les réseaux 2G essentiellement dans les

grandes villes.

Pour profiter de ces avantages avec le minimum de coût, on a eu recourt à l’exploitation de

l’architecture du réseau 2G et on a introduit des modifications pour mettre en place les

réseaux 3G.

Cette coexistence des deux générations en terme d’architecture peut être illustrée par la figure

suivante :


5

Figure 1 : Architecture du réseau 3G coexistant avec le réseau 2G.

Comme présenté dans la figure ci-dessus, l’architecture du réseau 3G est composée des

domaines suivants [B1] :

Figure 2 : Les domaines de l’architecture du réseau UMTS.

- Domaine de l’équipement de l’usager

Un utilisateur UMTS doit être équipé d’un UE (user équipement) qui est composé d’un

équipement mobile (ME) servant comme terminale mobile et d’une carte USIM. Le ME est


6

chargé de la transmission radio et d’autres procédures qui lui sont associées à savoir la

modulation, la correction d’erreurs, l’étalement spectrale et notamment l’émission et la

réception des données. Quant à la carte USIM, elle joue un rôle semblable à celui de la carte

SIM pour le réseau GSM. Elle permet l’identification de l’abonné avec des identités telles que

l’IMSI, TMSI et P-TMSI, le répertoire des applications, les algorithmes d’authentification, les

clefs de chiffrage et la liste des porteuses à utiliser pour la sélection d’une cellule [N1].

L’UE peut assurer un service de communication téléphonique simultanément à un service

DATA tout en se rattachant simultanément au domaine de commutation de circuit (CS) et au

domaine de commutation de paquet (PS) du réseau cœur [N1].

- Domaine du réseau d’accès

Ce domaine est composé principalement de deux unités à savoir le Node B et le RNC ou le

contrôleur du réseau radio formant ensemble l’UTRAN.

Le Node B est équivalent à la BTS du réseau GSM. Il permet l’émission et la réception des

signaux sur l’interface radio en utilisant des récepteurs et des transmetteurs CDMA. Pour les

récepteurs, ils convertissent les signaux pour les acheminer au RNC sur l’interface Iub. Et

dans le sens inverse, les transmetteurs CDMA convertissent les signaux reçus du RNC pour

les envoyer sur l’interface Uu (interface aire) [N1].

Pour le RNC, comme son nom indique, il assure les fonctions de contrôle des ressources radio

allouées aux Nodes B auxquels il est connecté. Il est aussi le point d’accès aux différents

services offerts par l’UTRAN (UMTS Terrestrial RNC Radio Access Network). Il est

responsable du HandOver pour maintenir la connexion de l’abonné en passant d’une cellule à

une autre et de la macro-diversité qui est la phase pendant laquelle une station mobile est

connectée simultanément à différentes cellules radio pour assurer une meilleure qualité de

communication et éviter la coupure de la communication lors du passage d’une cellule à une

autre [N1].

- Domaine du réseau cœur

Le réseau cœur d’UMTS est composé de deux parties [N1]:

Une partie de commutation de circuits pour la transmission de la voix qui se base sur

l’architecture GSM existante.


7

Une partie de commutation de paquets pour la transmission des données composée du

SGSN et du GGSN qui sont similaires à ceux utilisés pour le réseau GPRS mais avec

quelques modifications logiques.

Pour la mise en place du réseau cœur UMTS, un opérateur a le choix entre adapter le réseau

GSM/GPRS existant en apportant quelques modifications aux SGSN et GGSN existant pour

supporter de nouvelles caractéristiques à savoir les nouveaux protocoles de signalisation ou

mettre en place un autre réseau de base composé de 3G SGSN et 3G MSC pour supporter

l’interface UTRAN avec ses spécificités et par suite profiter d’un réseau UMTS en parallèle

sans aucun impact sur le réseau GSM/GPRS. Cette dernière solution peut être adoptée afin

d’éviter les risques d’instabilité et les problèmes de capacité que peut poser la première

solution [N1].

I.2.2. Evolution des réseaux UMTS

I.2.2.1. HSDPA

HSDPA ( High-Speed Downlink Packet Access) est une évolution des technologies WCDMA

et UMTS introduite par 3GPP au niveau de la release 5 pour offrir plus de capacité avec une

vitesse de transmission plus élevée afin de donner au opérateur la possibilité de servir plus

d’abonnés sur la même fréquence ou porteuse dans le sens descendant. Le passage d’UMTS

au HSDPA a était accompagné par différentes modifications au niveau des composants de

l’architecture 3G à savoir l’UTRAN et le réseau cœur mais tout en conservant la même

architecture globale. Le mécanisme de HSDPA se base sur le partage du canal radio entre tous

les utilisateurs dans le sens descendant, l’évaluation en temps réel du canal radio et sur la

retransmission rapide (HARQ) pour atteindre un débit plus élevé que celui obtenu par

l’UMTS, théoriquement de l’ordre de 14,4 Mbps sur le sens descendant [N2].

I.2.2.2. HSUPA

Le standard HSUPA (Hight Speed Uplink Packet Access) vient pour apporter des

améliorations semblables à celles apportées par le HSDPA mais sur le lien montant. Il a était

introduit par 3GPP au niveau de la release 6. De méme, le HSUPA utilise la méme

technologie que pour l’UMTS mais avec des améliorations sur la partie logicielle. Le HSUPA

utilise le HARQ comme le HSDPA, par contre il utilise des canaux dédiés contrairement au

HSDPA et permet d’atteindre théoriquement un débit de 5,8 Mbps sur le lien montant pour


8

permettre aux clients 3G de transmettre des données multimédia volumineux [N2]. Le

HSDPA et le HSUPA forme en semble le HSPA (Hight Speed Packet Access).

I.2.3. Cause de congestion

Le nombre d’abonnés sans fil qui demandent l’accès aux services DATA est en croissance

continue. On peut parler même d’une explosion de la consommation de DATA et plus

spécifiquement la vidéo et la TV en streaming. En effet, la troisième génération a été adoptée

et exploitée rapidement vu une variété de développements à savoir :

La disponibilité croissante des services mobiles haut débit utilisant les modems USB

et les mobiles 3G à des prix acceptables.

L'augmentation de la pénétration des Smartphones compatibles avec les réseaux 3G

tels que l'iPhone, les téléphones BlackBerry et les téléphones Androïde.

l’apparition continue des applications Smartphones.

Les plans forfaitaires.

Tous ces facteurs ont favorisé l’explosion de la consommation de DATA. Mais le problème

majeur est la nature des données transmises à travers le réseau. En effet les réseaux, en

matière de DATA, ont été conçus essentiellement pour l’échange de données statiques à

savoir les mails ou les pages Web qui se caractérisent par une consommation sporadique ou

ponctuelle. Cependant, de nos jours on a plus de tendance aux services de types streaming qui

occupent le réseau pour des périodes continues pour aboutir par conséquence à des réseaux

qui ne se reposent jamais surtout dans les zones urbaines et aux heures de pointe [N3].

Face a ce problème de congestion des réseaux 3G et 3G+, les opérateurs ont eu la possibilité

d’augmenter les ressources radio et renforcer les cœurs de réseau. Mais cette solution n’était

pas prise en compte par tous les opérateurs vu son cout supplémentaire. D’où ils doivent

trouver d’autres solutions qui sont à la fois efficaces et moins couteuses [N3].

I.3. Le réseau Wi-Fi

I.3.1. Introduction au réseau Wi-Fi Les réseaux sans fil ont vécue une ampleur de plus en plus importante pour les différents

avantages qu’ils apportent vis-à-vis les réseaux filaires avec une qualité de transmission de

plus en plus proche à celle offerte par ces derniers. Plusieurs types de réseaux sans fils ont


9

apparu à savoir le WPAN comme le Bluetooth et le Zigbee, le WLAN comme l’hyperLAN 2

introduit par l’ETSI et le wifi ou IEEE 802.11 et le WMAN à savoir le Wimax.

La norme IEEE 802.11 ou Wi-Fi est soutenu par l’alliance WECA (Wireless Ethernet

Compatibility Alliance) offrant des débits qui ont passé de 1Mbps et 2 Mbps avec la première

norme 802.11 jusqu’à 54 Mbps avec le 802.11g et encore des débits plus importants avec des

versions plus avancées à savoir la norme 802.11n qui peut atteindre un débit théorique de

l’ordre de 540 Mbps [N4].

Le terme Wi-Fi est la contraction de Wireless Fidelity qui correspond initialement au nom de

la certification délivrée par le WECA pour les produits conformes à la norme IEEE 802.11.

Le réseau Wi-Fi offre un réseau local dont les performances sont semblables à celles d’un

réseau filaire avec une mobilité des stations dans des zones de couverture limitées par la

portée des points d’accès vu l’affaiblissement du signal en fonction de la distance et des

obstacles qui caractérisent la zone à couvrir. Cette portée varie de quelques dizaines de mètres

à l’intérieur des bâtiments ou en indoor jusqu’à quelques centaines de mètres à l’extérieur ou

en outdoor.

Cette norme à était très répondu par les domiciles et surtout par les entreprises pour leurs

couts faibles et leur facilité de déploiement. Ce pendant, la performance du Wi-Fi a était

limitée essentiellement par son débit qui n’a pas pu répondre aux besoins croissants des

entreprises. Pour résoudre cette problématique plusieurs évolutions de la norme IEEE 802.11

ont apparut pour améliorer le débit aussi bien que d’autres caractéristiques du réseau sans fil à

savoir la sécurité et la qualité de service.

I.3.2. Les évolutions de la norme 802.11

La norme 802.11 a passé par plusieurs évolutions dont chacune a eu pour but d’amélioré un

aspect du Wi-Fi comme a était défini au début, pour répondre aux différents besoins des

clients. Ces évolutions sont essentiellement [N5] :

802.11

La norme 802.11 est la norme originale et elle permet d’obtenir un débit de 1 à 2 Mbps.


10

802.11 a (ou Wifi5)

La norme 802.11a permet d'obtenir un haut débit (dans un rayon de 10 mètres : 54 Mbps

théoriques, 27 Mbps réels).

802.11 b (ou Wifi)

La norme 802.11b est très répondue actuellement. Elle propose un débit théorique de 11 Mbps

(6 Mbps réels) avec une portée pouvant aller jusqu'à 300 mètres dans un environnement

dégagé.

802.11 g

La norme 802.11g est la norme la plus répondue actuellement. Elle offre un haut débit (54

Mbps théoriques, 25 Mbps réels) sur la bande de fréquence des 2.4 GHz. Cette norme vient

d'être validée.

802.11s (ou réseau Mesh)

La norme 802.11s vise à implémenter la mobilité pour des réseaux de type ad-hoc. Tout point

qui reçoit le signal est capable de le transmettre. L’un des protocoles de routage qu’elle utilise

est OSLR (Optimized Link State Routing Protocol). Elle peut atteindre des débits de 10 à 20

Mbps selon la couche physique utilisée (802.11a/b/g/n..).

802.11 u

La norme 802.11u est disponible depuis le 25 février 2011. Elle vise à permettre une

reconnaissance et une sélection plus facile des réseaux, le transfert d’informations provenant

des réseaux externes, afin de permettre une interopérabilité entre les différents fournisseurs de

services. Cette norme permettra de faciliter la décharge ou « offload » des réseaux 3G sur le

Wi-Fi.

I.3.3. Les topologies d’un réseau Wi-Fi

I.3.3.1. Le mode Ad-Hoc

Les réseaux Ad-Hoc sont composés d’un ensemble de stations utilisant chacune une interface

radio et communiquent directement à toute autre station du réseau. C’est une architecture

totalement décentralisée. Ce mode nécessite que chaque station soit à portée radio des autres

stations ce qui limite la taille du réseau [B3].


11

Figure 3 : Un réseau Wi-Fi en mode Ad-Hoc.

I.3.3.2. Le mode infrastructure

Les réseaux en mode infrastructure se caractérisent par la présence d’un point d’accès qui

permet d’assurer la communication entre une station d’un BSS et les autres stations du même

BSS ou même sa communication avec d’autres stations plus loin, connectées à un réseau

filaire ou sans fil à travers un système de distribution. Cette architecture permet d’étendre les

réseaux. C’est une architecture centralisée ou toute communication doit passer par l’AP même

s’il s’agit d’une communication entre deux stations du même BSS [B3].

Figure 4 : Un réseau Wi-Fi en mode infrastructure.

I.3.4. Les fréquences Wi-Fi

Les standards Wi-Fi utilisent deux bandes de fréquence : La bande ISM ou Industrial,

Scientific and Medical radio bands et la bande U-NII ou Unlicensed National Information

Infrastructure.

La bande ISM se compose de trois sous bandes : 902-928 MHz, 2.400-24835 GHz, 5.725-

5.850 GHz. Seule la bande comprise entre 2.400 et 2.485 GHz est utilisée par la norme


12

802.11. La largeur utilisée de cette bande et la puissance d’émission diffère d’un pays à un

autre selon les réglementations [N5].

Pour la bande U-NII, elle se compose des deux parties de bande de fréquence : de 5.15 à 5.35

GHz et de 5.725 à 5.825 GHz. Elle offre une bande passante de 300 MHz avec des puissances

de signal différentes [N5].

I.3.5. Architecture des réseaux Wi-Fi

I.3.5.1. BSS et IBSS

Le BSS ou Basic Service Set peut être défini comme un ensemble de stations localisées dans

la même zone géographique et sous le contrôle d’une seule fonction de coordination : DCF ou

PCF. La zone de couverture d’un BSS est appelée BSA ou Basic Service Area. Toutes les

stations dans un BSS peuvent communiquer avec les autres stations du même BSS à travers

un AP. La dégradation de la qualité de la porteuse due aux différents types d’interférences ou

d’atténuation, peut causer le problème du nœud caché où une ou plusieurs stations sont

accessibles par le point d’accès mais cachées pour quelques stations du BSS [B4].

Le groupement de stations en un seul BSS dans le but de les interconnecter sans l’intervention

d’un AP est considéré comme réseau Ad-Hoc. Dans ce cas on parle plutôt d’un IBSS ou

Independent Basic Service Set où toute station peut communiquer avec une autre station sans

passer par l’AP [B4].

Un BSS est identifié par son BSSID qui représente l’adresse MAC du point d’accès et qui est

diffusé par le point d’accès. Dans le cas d’un IBSS, il est identifié par un SSID diffusé par une

station configurée comme station d’initiation au niveau des beacons.

I.3.5.2. ESS

Les réseaux en mode infrastructure permettent aux utilisateurs d’élargir la zone de couverture

géographique du réseau Wi-Fi en offrant une connexion réseau entre plusieurs BSS pour

former ainsi un ESS ou Extended Service Set. Un ESS consiste en un groupe de BSSs

intégrés ensembles en utilisant un système de distribution commun. Un système de

distribution comme défini par l’IEEE 802.11 est indépendant de l’implémentation. Dans ce

cas il peut s’agir d’un réseau filaire Ethernet, un Token Ring IEEE 802.5 ou encore un autre

réseau sans fil IEEE 802.11. L’ESS est identifié par son ESSID ou Extended Service Set ID et

tous les APs seront configurés suivant cet ESSID [B4].


13

I.3.6. Les équipements Wi-Fi

I.3.6.1. Les cartes réseau

Une carte réseau est une sorte d’adaptateur composé, comme tout adaptateur Wi-Fi, d’une

puce liée à une antenne et qui peut être insérée dans un équipement informatique. Parmi les

formats de carte réseau Wi-Fi qu’on peut trouver, il y a le PCcard ou PCMCIA, le compact

flash, le PCI et l’USB [B5].

Figure 5 : Exemple de cartes réseaux [N6].

L’antenne peut être donc intégrée avec la carte réseau ou externe. La directivité d’une antenne

est choisie selon les besoins de couverture demandés et la distribution des utilisateurs à servir.

Dans ce sens, les antennes peuvent aussi être des antennes omnidirectionnelles qui sont

généralement sous forme de tiges et qui rayonnent dans toutes les directions (360 degrés

horizontalement), sectorielles qui couvrent un angle de 60 à 120 degrés et qui sont

généralement groupées en 3 ou 4 pour couvrir les 360 degrés ou finalement directionnelles

comme les antennes Yagui ou paraboliques qui permettent de créer une liaison entre deux

points précis comme par exemple une liaison entre 2 maisons [N7].

Figure 6 : Exemples d’antennes Wi-Fi [N6].


14

I.3.6.2. Les équipements d’infrastructure

Ils ont pour fonction d’interconnecter le réseau Wi-Fi au réseau filaire servant de système de

distribution. Il y a deux types essentiels d’équipements d’infrastructure :

- Point d’accès

Le point d’accès est le composant principal d’un réseau Wi-Fi qui fonctionne comme un

concentrateur et centralise les communications provenant de toutes les stations qui lui sont

associées [B5].

-Pont

Un pont Wi-Fi est utilisé principalement pour interconnecter plusieurs réseaux filaires

Ethernet via une interface sans fil. Cette solution est bien adéquate pour relier des réseaux

filaires de différents bâtiments en évitant le câblage entre eux [B5].

I.4. L’offloading Wi-Fi/3G

I.4.1. Introduction

Le réseau 3G rencontre de nos jours un problème de congestion auquel les opérateurs ont

cherché des solutions efficaces. Chacun a adopté une solution selon ses propres critères : cout,

efficacité, qualité de service, etc.

Parmi ces solutions se présente l’offloading 3G qui consiste principalement à décharger le

réseau 3G sur un autre réseau. Ce réseau est soit formé par des femtocells qui sont de

minuscules systèmes radio 3G à faible consommation ou un réseau d’autre nature à savoir le

Wi-Fi.

Le Wi-Fi offloading est un concept déjà utilisé et qui est entrain de se développer.

I.4.2. Pourquoi choisir le Wi-Fi ?

Pour faire face au problème de congestion des réseaux 3G, les opérateurs ont eu le choix entre

plusieurs approches : élargir le réseau, basculer sur des femtocells qui doivent être mis en

place avec le réseau existant ou encore basculer sur le réseau WiMax ou le Wi-Fi. Le dernier

choix était le plus favorisé pour plusieurs raisons qu’on va mettre en évidence.


15

Pour commencer, le Wi-Fi offloading est la solution la moins couteuse à appliquer. En effet,

la transmission de DATA sur le réseau Wi-Fi est 90% moins couteuse que la transmission de

DATA sur un réseau 3G. D’après GreenPacket, l’offloading de DATA sur un autre réseau

comme le Wi-Fi peut potentiellement engendrer des économies d’environ 14,4 million de

USD par année voir 72 millions de USD durant 5 années si on considère un réseau 3G basé

sur 7000 Nodes B [N8]. D’où l’avantage du Wi-Fi par rapport aux femtocells. D’autre part, le

réseau WiMax n’est pas encore déployé par plusieurs opérateurs dans le monde ce qui pose un

problème de disponibilité limitant les chances de ce choix par rapport au Wi-Fi [N8].

De plus, la majorité des équipements vendus actuellement comme les Smartphones et les

tablettes disposent de la fonctionnalité Wi-Fi. En contre partie, le WiMax souffre encore d’un

problème de compatibilité avec un grand nombre d’équipements utilisés actuellement par les

abonnés mobile. D’où l’utilisation du Wi-Fi semble plus facile et pose moins de contraintes

que l’utilisation du réseau WiMax ou des femtocells.

Ensuite le Wi-Fi utilise une bande de fréquences (bande IMS) autre que celle utilisée par les

réseaux radio des opérateurs ce qui permet de réduire les chances d’interférences entre les

deux réseaux.

Enfin, un autre avantage du Wi-Fi est la stabilité de la connexion qu’il peut offrir soit à

l’intérieur ou à l’extérieur des bâtiments si on utilise une architecture maillée formée par les

points d’accès (réseau Mesh).

Pour tous ces avantages, plusieurs opérateurs tel que Free, l’opérateur le plus préféré en

France, ont déjà commencé à utiliser le wifi offloading 3G comme solution pour la congestion

à laquelle fait face leur réseau 3G [N9].

Cependant, il existe toujours des contraintes de passage du réseau 3G au réseau Wi-Fi qui

concernent surtout la sécurité des données échangées sur le Wi-Fi vu sa vulnérabilité aux

attaques extérieurs et au piratage.

I.4.3. Le principe du Wi-Fi offloading

L’opération de DATA offloading du 3G vers le Wi-Fi peut être assurée par une simple

application au niveau de l’équipement mobile qui commute entre les deux réseaux radio.

Cette méthode se caractérise par sa simplicité mais en contre partie elle présente quelques

limites. Pour cela, la 3GPP a introduit la mobilité Wi-Fi (Wi-Fi mobility) au niveau de la

release 8 pour assurer un HandOver transparent ou Seamless HandOver entre le réseau 3G et


16

le réseau WLAN comme amélioration du concept d’I-WLAN déjà introduit au niveau de la

release 6.

Et toujours dans la recherche d’une meilleure qualité de service et de basculement entre les

deux réseaux, la 3GPP a introduit l’IP Flow mobility qui permet aux opérateurs de contrôler le

passage d’un réseau à un autre selon la nature des applications et les flux de données en

question [B6].

La figure suivante illustre les étapes de passage vers l’offload transparent 3G/Wi-Fi.

Figure 7 : Le parcours d’offloading Wi-Fi/3G [B6].

I.4.3.1. Commutation basée sur une application

Cette solution est une solution simple et déjà appliquée mais elle peut poser des limites au

niveau de l’expérience de l’utilisateur vu que le contrôle de la mobilité est relatif au

développeur de l’application ce qui ne garantit pas toujours l’efficacité du choix.

I.4.3.2. Wi-Fi Mobility

Avec cette solution, 3GPP a essayé d’améliorer l’expérience de l’utilisateur et la qualité de

service en ajoutant la mobilité et la possibilité du roaming à la solution I-WLAN qu’elle a

proposée au niveau de la release 6 pour assurer la possibilité d’accéder à un réseau cœur

3GPP à partir d’un réseau d’accès non 3GPP, à savoir le WLAN, indifféremment du niveau

de sécurité qu’il offre.


17

I-WALN release 6

I-WLAN ou 3GPP system to WLAN interworking a été introduit pour la première fois au

niveau de la release 6 de la 3GPP pour rendre possible l’interconnexion entre les réseaux

3GPP et les autres réseaux non 3GPP notamment le WLAN pour assurer l’accès au réseau

cœur 3GPP.

Pour ce faire, une nouvelle entité a été introduite au niveau de l’architecture du réseau 3G qui

est le TTG ou Tunnel Termination Gateway.

Le TTG permet l’authentification des équipements en communicant avec le serveur AAA,

déchiffre les sessions ouvertes par l’UE, alloue les adresses IP et protège la couche 3 et

l’échange des clés contre l’attaque de dénie de service. Il est responsable de la terminaison

des tunnels IPsec qui le relie au UE et bascule le trafic du tunnel IPsec vers le tunnel GTP

pour arriver au GGSN. Il reçoit les caractéristiques de tarification relatives à chaque abonné à

travers le serveur AAA 3GPP [B7] [N10].

Cette fonction TTG peut être physiquement ou logiquement combinée avec le GGSN ou un

sous ensemble des fonctionnalités du GGSN pour former ensemble le PDG. Les différents

composants du PDG et les interfaces qui les relient aux autres éléments du réseau sont

présentés par la figure suivante [B7] :

Figure 8 : L’implémentation du PDG en réutilisant les fonctionnalités du GGSN.

L’interface Wp relie le TTG au WAG pour assurer l’échange des informations de filtrage

entre eux. Quant à l’interface Wu, elle représente un tunnel IPsec reliant le TTG au UE pour

les fonctions d’authentification des abonnés et leur autorisation.

L’interface Gn’ présente une interface GTP ou un ensemble de fonctionnalités de cette

interface reliant le TTG au GGSN ou au sous ensemble de fonctionnalités du GGSN inclus

dans le PDG [B7].


18

La figure suivante illustre les différentes étapes de la procédure d’établissement du Tunnel

IPsec entre le TTG et le UE :

Figure 9 : La procédure d’établissement du Tunnel [B7].

L’architecture représentée ci-dessous concrétise le concept I-WLAN comme défini au niveau

de la release 6 :

UE WLAN AN WAG TTG 3GPP AAA

Proxy/Server GGSN

WLAN Access Authentication and Autorization and

WLAN UE local IP address allocation

DNS Query

1.E2E Tunnel establishment request

2.Retrieving authentication and authorization Data

3.Create PDP context request

4.Create PDP context response

5.E2E Tunnel establishment ack

5.Apply packet filter policy to the WAG


19

Figure 10 : Architecture I-WLAN [B8].

3GPP a proposé plusieurs scénarios possibles d’interaction entre le WLAN et le réseau 3GPP.

Parmi lesquels les deux scénarios suivants décrivent les besoins d’utilisation de cette

architecture par un abonné [B8]:

Scénario 1 : représente le cas d’accès direct à internet à partir du WLAN. Dans ce cas

Le réseau UMTS offre le service d’authentication, authorization et accounting (AAA)

mais les données de l’application ne passent pas par le réseau UMTS.

Scénario 2 : représente le cas ou l’utilisateur se connecte au réseau cœur d’UMTS à

travers le réseau WLAN pour bénéficier d’un service 3G sans passer par l’UTRAN.

La procédure de sélection du réseau d’accès WLAN (pour l’I-WLAN) se repose sur deux

listes de préférences : l’une contient les SSIDs des réseaux préférés par l’opérateur du réseau

Home et l’autre contient ceux des réseaux préférés par l’utilisateur lui même.

La liste de préférences de l’opérateur se repose sur les SSID des réseaux avec qui il a une

interconnexion directe ou indirecte. Il existe deux modes de sélection de réseau WLAN

définis par 3GPP pour la release 6 :

Mode de sélection manuel :

Dans ce mode le UE effectue un scanning pour détecter les SSIDs des réseaux à sa

portée. Après avoir eu la liste des SSIDs, le UE obtient la liste des PLMNs disponibles


20

à partir de chaque SSID et par la suite l’utilisateur choisit l’un des PLMNs. Le UE doit

donc s’associer au SSID qui supporte ce PLMN.

Mode de sélection automatique :

Pour ce mode, le UE effectue un scanning pour détecter les SSIDs des réseaux

WLANs à sa portée en cherchant en premier lieux les réseaux les plus préférables

selon les listes de préférences qu’on a déjà mentionnées. Après cette étape, le UE

commence la procédure d’association en commençant comme d’habitude par les

SSIDs les plus préférables pour passer en fin à l’étape d’authentification [B7].

L’I-WLAN tel qu’il a été défini ne permet pas d’assurer l’offload que les opérateurs

souhaitent déployer pour décharger leur réseau. Ceci est dû au fait qu’il ne permet pas la

gestion de mobilité entre les réseaux d’accès puisque le mécanisme de HandOver entre les

réseaux WLAN et les réseaux 3G n’a été défini qu’avec la release 8.

I-WLAN release 8

Avec le release 8, 3GPP a ajouté à l’I-WLAN la possibilité de mobilité entre les différents

réseaux d’accès en se basant sur le protocole Dual Stack MIPv6 ou DSMIPv6. Cette mobilité

est assurée par les HandOver entre les deux types de réseaux : WLAN et 3GPP [B9].

DSMIPv6

DSMIPv6 est un protocole de mobilité qui a pour but d’établir, gérer et déconnecter le tunnel

de mobilité entre le UE et la fonction HA (Home Agent). L’établissement du tunnel de

mobilité est déclenché toujours par le UE mais la déconnexion de ce tunnel peut être

déclenchée soit par le UE ou par le réseau. Conventionnellement, dans un système qui

déploie le DSMIPv6, le terminal mobile possède une adresse appelé Home Address qui est

utilisée par les applications qui sont lancées sur ce terminal. Quand le terminal se déplace

d’un AP à un autre, le CoA (Care of Address) lui est alloué par l’AP cible comme adresse

temporelle pour accéder au nouveau réseau. Pour éviter toute coupure des sessions qui ont été

déclenchées sur l’ancien réseau d’accès, le trafic paquets envoyé vers le terminal passe par le

HA qui l’envoie au terminal à travers le Tunnel en utilisant le CoA comme destination. Puis le

mobile envoie les paquets comme s’il est encore attaché au Home Link d’origine c’est à dire

en utilisant le Home IP Address avec laquelle il a déclenché les applications, comme adresse

source. Ces paquets envoyés passent aussi par le Home Agent à travers le Tunnel. Dans la


21

plupart des cas, l’opérateur choisit un réseau 3GPP pour le définir comme Home Link pour un

Terminal mobile [N11].

Figure 11 : Le Wi-Fi mobility basé sur le DSMIPv6 [B6].

HandOver du WLAN au systéme 3GPP

Figure 12: Le HandOver d’I-WLAN au systéme 3GPP [B9].


22

Les étapes de déroulement du HandOver du WLAN au systéme 3GPP sont les suivantes [B9] :

1- lors de sa connexion à un réseau I-WLAN, le UE découvre l’existence d’une couverture

GPRS 3GPP à l’entourage et décide de basculer les sessions qu’il a déjà ouvertes vers le

réseau 3GPP.

2- La procédure de GPRS attach est déclenchée avec la sélection du GGSN, l’affectation

d’une adresse IP au UE et l’établissement du tunnel GTP entre le UE et le GGSN pour

permettre au UE d’envoyer des données DATA sur le réseau d’accès 3GPP.

3- Le UE envoie le message DSMIPv6 binding Update au Home Agent (HA).

4- Le HA envoie le DSMIPv6 Binding Ack vers le UE.

HandOver du systéme 3GPP au WLAN

Figure 13 : Le HandOver du systéme 3GPP à l’I-WLAN [B9].

La procédure de HandOver du systéme 3GPP vers le WALN suit la démarche suivante [B9] :

1- Le UE découvre l’existante du réseau 3GPP I-WLAN et décide de basculer ses

sessions courantes vers le réseau 3GPP I-WLAN.

2- Le UE établit un tunnel IPsec qui le relie avec le PDG.


23

3- Si le H1PDN attach n’est pas déjà établi alors le UE déclenche le H1PDN attach à

travers l’I-WLAN. Sinon, le UE déclenche un message de Binding Update à travers

l’I-WLAN.

4- Comme résultat du H1PDN attach ou du Binding Update, le Tunnel DSMIPv6 est

établi entre le UE et le HA. Ainsi le UE peut envoyer des données à travers le réseau

d’accès 3GPP I-WLAN.

Avec la release 8 une nouvelle entité appelée ANDSF ou Access Network Discovery and

Selection Function a été introduite pour assurer le contrôle du choix des réseaux par

l’opérateur lors des décisions de HandOver. Comme définie au niveau de la release 8 et 9,

l’ANDSF possède une base de données ou il garde l’information concernant les réseaux

d’accès disponibles dans chaque cellule du réseau 3GPP de l’opérateur et les ordonne selon

les préférences de l’opérateur en fonction de la cellule et du temps de la connexion des UEs.

Puis en se basant sur les préférences de l’opérateur et celles du mobile lui même et en tenant

compte des conditions radio mesurées par le mobile, le terminal prend la décision et choisit le

réseau qui lui convient.

Un exemple de base de données utilisée au niveau de l’ANDSF est représenté dans le tableau

qui suit [B10] :

Tableau 1 : Exemple de base de données d’ANDSF.

Avec la première colonne du tableau 1 représente la localisation du UE et la deuxième

correspond aux ID des NSP ou Network Service Provider et les ID des NAP ou Network

Access Provider qui leur sont correspondants pour les réseaux d’accès WiMAX disponibles


24

dans cette zone. Quant à la troisième colonne, elle donne les ID des réseaux Wi-Fi disponibles

dans la même zone de localisation.

Les listes de préférences ou Inter-System Mobility Policies (ISMP) de l’opérateur sont

envoyées d’un serveur dans le réseau vers le UE qui les sauvegarde au local pour les utiliser

lorsqu’il découvre qu’il se trouve dans une zone ou plusieurs réseaux d’accès sont

disponibles.

Figure 14: L’architecture d’interaction entre le mobile et l’ANDSF [B6].

Comme le montre la figure 15, l’architecture d’interaction entre l’ANDSF et le mobile est

basée sur une communication directe entre le mobile et un serveur OMA-DM (Open Mobile

Aliance-Device Management) qui assure la fonction d’ANDSF [B6].

La limite de cette solution est qu’elle ne permet pas à un équipement mobile d’être attaché à

la fois à deux réseaux d’accès. C’est pourquoi les ISMPs ont été définis indépendamment du

trafic c'est-à-dire que l’ANDSF peut indiquer que l’opérateur préfère que le mobile commute

toutes les applications en cours d’exécution sur un réseau WLAN sans tenir compte des

exigences des applications utilisées en terme de qualité de service.

I.4.3.3. IP flow Mobility

Cette approche qui a été introduite au niveau de la release 10 a pour but de compléter les

insuffisances constatées au niveau de la release 8. En se basant encore sur le protocole

DSMIPv6 avec quelques améliorations, le mobile est devenu capable de se connecter à deux

réseaux d’accès simultanément et ceci du fait qu’il est devenu possible d’attribuer deux Care

of Address différentes à une même Home Address. En d’autre terme, un équipement mobile


25

devient capable de commuter une partie de son flux de données sur un réseau en conservent le

reste du flux sur l’ancien réseau selon certaines caractéristiques des applications en question.

Ceci va donc permettre à l’opérateur d’accepter ou interdire l’accès à un réseau radio selon

l’identificateur PDN (ou le nom du point d’accès) utilisé pour une connexion, l’adresse IP de

la destination du trafic et le numéro de port destinataire ou encore une combinaison de ces

éléments. On parle dans ce cas des Inter-System Routing Policies ou ISRP fournis par

l’ANDSF aux UEs qui peuvent router leurs données sur différents réseaux d’accès

simultanément [B7].

Le tableau suivant montre un exemple d’ISRPs qui peuvent être fournis par un opérateur à un

équipement usager [B7] :

Tableau 2: Un exemple d’ISRPs de la release 10 de 3GPP.

Le résultat obtenu par l’introduction d’IP flow mobility de la release 10 peut être illustré par la

figure suivante :


26

Figure 15 : L’IP flow mobility [B7].

Même avec les améliorations apportées par l’IP flow mobility, on ne parvient pas encore à

bien différencier entre les applications afin de mieux choisir le réseau qui leur convient le

plus : comme le cas des applications web et les applications de type multimédia et straming.

D’où 3GPP est entrain d’étudier de nouvelles améliorations à apporter à la release 10 au

niveau de la release 11 ou les choix de commutations seront plus efficaces et plus adéquats

aux attentes des utilisateurs. Ceci sera assuré par l’introduction d’autres caractéristiques à

tenir compte dans les ISMPs de l’opérateur utilisés lors de l’offload à savoir le débit du flux

IP et la taille des fichiers téléchargés [B7].

I.5. Conclusion

Le réseau 3G a été mis en place comme solution pour offrir plus de ressources aux utilisateurs

avec une meilleure qualité par rapport à la génération 2G. Ce pendant, vu l’explosion des

services DATA, des problèmes de congestion se sont apparus au niveau des réseaux 3G. Face

à cette problématique, plusieurs solutions ont été possibles mais le Wi-Fi offloading a été la

solution choisie par plusieurs opérateurs pour ses nombreux avantages.

Cette solution est passée d’une simple application sur l’équipement mobile à un concept

standardisé par le 3GPP permettant de garantir à l’utilisateur une meilleure qualité de service.


27

Chapitre II

Etude de dimensionnement et de planification d’un

réseau wifi offload 3G pour Tunisie Télécom

II.1. Introduction ...................................................................................................................... 28

II.2. Dimensionnement d’un réseau Wi-Fi offload 3G ............................................................ 28

II.2.1. Introduction ................................................................................................................ 28

II.2.2. Processus de dimensionnement d’un réseau Wi-Fi ................................................... 28

II.2.3. Etude conceptuelle de l’outil de dimensionnement .................................................. 36

II.3. Planification d’un réseau Wi-Fi offload 3G ..................................................................... 42

II.3.1. Introduction ................................................................................................................ 42

II.3.2. Problématiques de planification d’un réseau Wi-Fi ................................................... 42

II.3.3. Outils de planification ................................................................................................ 45

II.3.4. Etude Conceptuelle du Processus de Planification .................................................... 45

II.4. Conclusion ........................................................................................................................ 48


28

II.1. Introduction

Le processus de dimensionnement et de planification des réseaux est d’une grande importance

pour les opérateurs vu qu’il leur permet d’estimer la quantité de matériels nécessaires pour

satisfaire leurs besoins aussi bien en couverture qu’en capacité puis préciser où exactement

placer les équipements pour avoir la meilleure qualité et le maximum de satisfaction des

abonnés.

Chaque type de réseau présente des caractéristiques et des spécifications distinctes des autres

types de réseaux qui doivent être prises en compte lors de la procédure de dimensionnement

aussi bien que lors de la planification.

Dans ce projet, nous visons à mettre en place un réseau Wi-Fi parallèle à un réseau 3G

existant et déjà déployé. Pour ce faire, nous avons besoin de tenir compte des caractéristiques

d’un réseau Wi-Fi. Dans ce chapitre nous allons expliquer le processus de dimensionnement

d’un réseau Wi-Fi et les étapes à suivre au cours de ce processus puis nous allons présenter le

processus de planification de ce réseau.

II.2. Dimensionnement d’un réseau Wi-Fi offload 3G

II.2.1. Introduction

Le processus de dimensionnement d’un réseau permet aux opérateurs d’estimer le nombre

d’équipement à déployer pour satisfaire les besoins des clients de la région à dimensionner en

terme de couverture et de capacité. Un bon dimensionnement permet aux opérateurs de

réduire au maximum les coûts de déploiement du réseau en évitant un surdimensionnement ou

un sous dimensionnement du réseau tout en satisfaisant les besoins des abonnés.

II.2.2. Processus de dimensionnement d’un réseau Wi-Fi

Le processus de dimensionnement nous permettra de décider sur le nombre d’équipements

nécessaires pour la mise en place du réseau Wi-Fi adéquat avec les caractéristiques de la zone

à servir et aussi satisfaisant les besoins des clients de cette zone. Dans ce contexte, deux

approches de dimensionnement se présentent, on peut choisir de tenir compte d’une seule

approche uniquement ou de tous les deux simultanément selon les exigences et les politiques

de l’opérateur. Ces deux approches consistent à un dimensionnement par couverture et un

dimensionnement par capacité. Dans ce dernier cas, le nombre de point d’accès final


29

« NAPdim » est le maximum entre le nombre obtenu par dimensionnement de la couverture

« NAPcouv » et celui obtenu par le dimensionnement de la capacité « NAPcap ».

La procédure de dimensionnement tenant compte des deux approches est résumée par la

démarche suivante :

Figure 16 : Organigramme explicatif du processus de dimensionnement.

II.2.2.1. Dimensionnement de la couverture

Au cours de cette partie nous allons détailler les éléments de base de la procédure de

dimensionnement de la couverture avec précision du résultat de ce type de dimensionnement.

Calcul du rayon de la

cellule

Paramètres des équipements

Surface Modèle de propagation Bande passante par service

Calcul de la bande

passante totale

Calcul du nombre de

points d’accès NAPcouv

Calcul du nombre de

points d’accès NAPcap

NAPcouv >= NAPcap non

oui

NAPdim =NAPcouv

Modifier puissance et gain

Dimensionnement de la couverture Dimensionnement de la capacité


30

Antenne (gain)

Câble (perte)

II.2.2.1.1. Bilan de liaison

Lors de la transmission du signal d’un terminal à un autre, il peut subir différents effet qui

peuvent être aussi bien positifs que négatifs. Le schéma suivant illustre les diverses influences

subites par le signal radio au cours de sa transmission du bout en bout :

Figure 17 : Un exemple de chaine de transmission du signal radio d’un réseau Wi-Fi.

Comme le montre la figure, le signal émis par le point d’accès A passe par un câble puis par

une antenne. Après sa propagation dans l’espace, le signal est reçu par le point d’accès B en

passant comme au niveau de l’émetteur par une antenne et un câble. C’est la démarche

générale de la transmission mais elle peut être légèrement modifiée selon le cas d’utilisation :

on peut avoir un émetteur sans câble pour le lier avec l’antenne par exemple.

Le passage par un câble engendre une perte de puissance alors qu’une antenne offre une

amplification à cette puissance en la multipliant par un gain. Quand à la propagation dans

l’espace du signal, elle est généralement accompagnée par différents type d’atténuation, que

nous allons détailler ultérieurement.

Le bilan de liaison est composé essentiellement de deux éléments de base :

La puissance d’émission

Appelée aussi PIRE pour Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente. Elle représente la


31

puissance envoyée par l’émetteur sur la voie radio [B11]. En exprimant les différentes

puissances en décibel ou dB, la formule du PIRE devient la suivante :

PIRE= Pe – Le + Ge (1)

Avec :

- Pe : la puissance du transmetteur exprimée en dBm,

- Le : les pertes du câble du transmetteur exprimées en dBi,

- Ge : le gain de l’antenne du transmetteur exprimé en dB.

Le décibel est obtenu du Watt selon la formule suivante :

P1 (dB) = 10* log (P1/P2) (2)

Où P1 est la puissance à convertir et P2 une puissance de référence qui est égale à 1 Watt pour

avoir P1 en dB, 1 milli Watt pour l’avoir en dBm et le gain d’une antenne isotrope pour avoir

un gain d’antenne en dBi. Une antenne isotrope est une antenne théorique parfaite qui émet

d’une façon homogène dans toutes les directions [B13].

La sensibilité de réception

La sensibilité S d’un récepteur représente la puissance minimale qu’il doit recevoir pour que

le signal soit compréhensible [B11].

La puissance effective reçue Pr doit être supérieure à cette sensibilité S avec une marge de

sécurité M qui sera précisée par l’opérateur. C'est-à-dire on doit avoir :

S + M > Pr = PIRE –Lp + Gr – Lr (3)

Avec :

- Lp : l’atténuation due à la propagation du signal dans l’espace exprimée en dBm,

- Gr : le gain de l’antenne du récepteur exprimé en dBi,

- Lr : les pertes du câble du récepteur exprimées en dB.


32

Le SNR ou rapport Signal/Bruit

C’est la différence entre le signal reçu et la puissance de bruit minimale pour que le récepteur

puisse capter le signal. Son expression est donnée par [B11] :

SNR = Puissance du signal reçu [dBm] - Puissance du bruit [dBm] (4)

Les sources du bruit sont généralement le bruit électromagnétique naturel dont la puissance

est de l’ordre de – 100 dBm pour les fréquences du Wi-Fi [B11], les téléphones, les radios et

tous les équipements émettant des ondes radio. Le SNR doit être considéré lors du calcul de la

puissance minimale à recevoir et il doit être positif. En fait plus le SNR est élevé, plus la

qualité du signal est meilleure.

La puissance du bruit n’est pas toujours le paramètre limitant puisque la sensibilité du

récepteur peut être dans certains cas la plus exigeante surtout dans les environnements ou le

niveau de bruit n’est pas très élevé.

II.2.2.1.2. Propagation en espace libre

Lorsque le signal se propage dans un espace libre dit aussi en Line Of Sight, l’aire provoque

une atténuation qu’on peut mesurer selon la loi de Friiz en fonction de la distance entre

l’émetteur et le récepteur comme suit [B13] :

Lp =

(5)

En dB on obtient :

Lp = 32.4 + 20log(d) + 20log(f) (6)

Avec f est en Mhz et d en Km.

=

=

II.2.2.1.3. Facteurs d’atténuation

La propagation du signal dans l’espace ne s’effectue pas dans des conditions parfaites et elle

est généralement confrontée par des causes et des facteurs d’atténuation quelque soit le réseau


33

en question indoor ou outdoor. Parmi ces facteurs d’atténuation on site la réflexion, la

diffraction et le phénomène de multi-trajet (voir annexe 1).

II.2.2.1.4. Modèles de propagation

Comme on a expliqué, la propagation des ondes radio est influencée par les caractéristiques

de la zone de propagation. Plusieurs facteurs peuvent intervenir et causer une atténuation et

une déformation du signal. La connaissance exacte et la mesure déterministe de toutes les

caractéristiques de la région en question n’est pas évidente et elle dépend de l’instant de

mesure. Pour cela, des modèles de propagations ont était proposés pour essayer d’estimer

l’atténuation engendrée par un environnement en fonction de la fréquence utilisée, le type de

l’environnement, la position des terminaux et/ou la distance séparant l’émetteur et le récepteur

du signal. Nous allons présenter dans cette partie deux exemples connus de modèles de

propagation.

Modèle d’Okumura-Hata

Le modèle d’Okumura-Hata est adopté pour les réseaux de fréquence entre 150 et 1500 Mhz.

Ce modèle prend comme référence pour sa formule standard de calcul de pertes, une zone de

propagation urbaine. La formule de calcul des pertes est la suivante :

dHHAHfdBL breteu loglog55.69.44log82.13log16.2655.69

Avec f est la fréquence en MHz, Hte est la hauteur de l’antenne du transmetteur en mètres

comprise entre30 m et 200 m, Hre est la hauteur de l’antenne du récepteur en mètres comprise

entre 1 m et 10 m et d est la distance entre le transmetteur et le récepteur en Km [B14].

Les facteurs de correction de la formule d’atténuation de ce modèle sont :

8.0log56.17.0log1.1 fHfHA mm Pour une petite et moyenne ville (8)

1.154.1log29.8 mm HHA Pour une grande ville et f <= 300 MHz (9)

97.475.11log2.3 mm HHA Pour une grande ville et f >=300 MHz (10)

Si on change la nature de la zone, la formule des pertes de trajet d’Okumura-Hata devient :

(7)


34

4.528

log2

2

fLdBL usu Pour une zone suburbaine (11)

94.40log33.18log78.42

ffLdBL ur Pour une zone rurale (12)

Modèle SPM (Standard Propagation Model)

Le modèle de propagation standard SPM est basé sur le modèle Cost231-Hata et sa formule

de calcul des pertes du trajet est donnée par [B15] :

)(

loglogloglog

6

54321

clutterfkHk

HdknDiffractiokHkdkkdBL

cluttermeff

effeff

Avec L présente les pertes du trajet, d présente la distance entre le transmetteur et le terminal

en mètres, Heff correspond à la hauteur effective du transmetteur en mètres, Hmeff correspond à

la hauteur effective du terminale en mètres, Diffraction présente la perte de diffraction en dB,

f(clutter) présente la fonction de corrélation de la forme de la zone et les k représentent les

coefficients de chaque facteur.

II.2.2.1.5. Résultat du dimensionnement de la couverture

Après avoir établi le bilan de liaison et fixer l’atténuation maximale à tolérer selon le débit

souhaité et les paramètres des équipements, nous choisissons la formule de calcul

d’atténuation et des pertes du trajet adéquate à notre réseau pour en déduire le rayon maximal

d’une cellule et par suite le nombre total de points d’accès nécessaires pour couvrir la zone

avec une simple division de la surface de cette zone par la surface de la zone de couverture

d’une cellule qui est généralement considérée comme une cellule circulaire de rayon R :

NAPcouv

Avec E est la partie entière.

II.2.2.2. Dimensionnement de la capacité

Lors du dimensionnement du réseau de point de vu capacité, on ne s’intéresse plus aux

conditions radio de la zone ou des paramètres des équipements. C’est plutôt le nombre

(13)

(14)


35

d’abonnés, les services demandés et les bandes passantes qu’ils occupent sur le réseau qui

seront considérées.

II.2.2.2.1. Bande passante par service

Après avoir fixé les services demandés dans la zone à couvrir, on doit estimer la

consommation en terme de bande passante de chaque service.

Cette consommation individuelle doit être ensuite multipliée par le nombre d’abonnés qui

peuvent demander le service simultanément. Ce nombre est obtenu par la multiplication du

nombre d’abonné demandant ce service et le taux de simultanéité ou de contention pour ce

service.

La bande passante pour un service i est donc obtenue par la formule suivante :

Bi=Ni Ti Ci

Avec :

- Bi : bande passante totale demandée pour le service i,

- Ni : nombre d’abonné du service i,

- Ti : taux de simultanéité pour le service i,

- Ci : la bande passante individuelle pour le service i.

II.2.2.2.2. Bande passante totale

Pour calculer la bande passante totale que doit offrir notre réseau, on fait une simple

sommation de toutes les bandes passantes des différents services. Le résultat est donc :

Btot=∑ Bi

Avec n est le nombre total de services offerts.

II.2.2.2.3. Résultat du dimensionnement de la capacité

Après avoir calculé la bande passante totale à servir par notre réseau, on doit estimer le

nombre de points d’accès nécessaires pour garantir cette bande passante. Le calcul de ce

nombre est obtenu par une division de la bande totale par la bande offerte par un point d’accès

qui représente le débit réel offert par ce point d’accès.

(15)


36

La formule finale est donc la suivante :

NAPcap

Avec E est la partie entière.

II.2.3. Etude conceptuelle de l’outil de dimensionnement

Dans cette partie du chapitre nous allons détailler les différentes fonctionnalités et scénarios

possibles d’utilisation de l’outil de dimensionnement de réseau Wi-Fi que nous allons

développer ainsi que la démarche adoptée lors de son fonctionnement.

II.2.3.1. Modélisation de l’outil

Structure globale et fonctionnalités

L’outil à développer doit mettre en évidence le principe de dimensionnement qu’on a déjà

expliqué au niveau du chapitre précédent. Dans ce contexte, cet outil doit assurer les

fonctionnalités de base suivantes :

Dimensionnement de la couverture de la zone en question et déduire le nombre de

point d’accès nécessaires.

Dimensionnement de la capacité à servir dans cette zone et déduire le nombre de

points d’accès qui doivent être mis en place.

Déduire le nombre de points d’accès nécessaires qui est le maximum des deux

résultats précédents.

Paramètres de l’outil

Notre outil va prendre des paramètres précis en entrée pour donner après tout calcul

fait un ensemble de paramètres de sortie.

Paramètres d’entrée

- Les paramètres du bilan de liaison.

- La surface de la zone à dimensionner.

- Les paramètres du modèle de propagation.

- Les paramètres de trafic et des services à offrir dans cette zone.

Paramètres de sortie

- Le nombre de points d’accès nécessaires pour satisfaire tous les besoins de la

zone.

(16)


37

II.2.3.2. Conception de l’outil

Le diagramme de cas d’utilisation global de notre outil est le suivant :

Figure 18 : Diagramme de cas d’utilisation globale de l’outil de dimensionnement.

L’utilisateur de l’application peut donc avec cet outil faire un dimensionnement de son réseau

orienté couverture aussi bien qu’un dimensionnement orienté capacité à condition qu’il soit

correctement authentifié chez notre application.

Une représentation de la séquence des différentes interactions entre l’utilisateur et

l’application est la suivante :

administrateur

s'authentifier

dimensionnement orienté couverture

dimensionnement orienté capacité

<<include>>

<<include>>


38

Figure 19 : Diagramme de séquences de l’outil de dimensionnement Dim_Wi-Fi_Offload

administrateur application Base de données

1 : authentification : identifiant et mot de passe()

2 : verifier la validité de l'identifiant et du mot de passe()

3 : valider l'identifiant et le mot de passe()

4 : donner les paramétres du bilan de liaison()

5 : donner les paramétres du modéle de propagation()

6 : préciser la surface de la zone à dimensionner et la marge de sécurité()

7 : calculer le rayon de la cellule wifi()

8 : calculer le NAPcouv()

9 : afficher NAPcouv()

10 : choisir la méthode de calcul de la capacité()

11 : donner les paramétres de capacité adéquats()

12 : calculer le NAPcap()

13 : afficher NAPcap()

14 : demander le nombre d'AP final()

15 : calculer NAPfinal()

16 : afficher NAPfinal()


39

Module 1 : authentification

Figure 20 : Diagramme d’activité du module « authentification».

Description du module :

But : vérifier que l’acteur possède le droit d’utiliser l’outil.

Acteur : l’administrateur.

Entrées :

Identifiant.

Mot de passe.

Sorties : passage à l’interface suivante.

Scénario nominal : l’acteur remplit les champs correspondant à

l’identifiant et au mot de passe puis il appuie sur valider pour passer à

l’interface suivante.

Scénario d’exception : si l’acteur laisse un champ non remplis ou

l’application ne trouve pas une correspondance aux données qu’il a

saisies au niveau de la base de données, un message d’erreur sera

affiché.

administrateur

donner identifiant donner mot de passe

s'authentifier

<<extend>>

<<extend>>

base de données


40

Module 2 : dimensionnement de la couverture

Figure 21 : Diagramme de cas d’utilisation du module « Dimensionnement orienté couverture».


But : déterminer le nombre de point d’accès nécessaire pour couvrir

toute la zone à dimensionner.

Acteur : administrateur.

Entrées :

Puissance d’un point d’accès.

Sensibilité de réception d’un point d’accès.

Longueur du câble à utiliser pour lier l’antenne à l’AP.

Perte par mètre du câble.

Gain de l’antenne.

Surface de la zone à dimensionner.

Marge de sécurité.

Sorties :

Rayon d’une cellule Wi-Fi.

Nombre de points d’accès nécessaires « NAPcouv ».

Scénario nominal : L’administrateur remplit les champs correspondant

à chaque paramètres d’entrée et après tout calcul fait, l’application

affiche le résultat du dimensionnement orienté couverture sous forme

de rayon de cellule et nombre d’AP « NAPcouv ».

administrateur

dimensionnement orienté couverture

donner les paramétres du bilan de liaison

donner les paramétres du modéle de propagation

donner la surface de la zone

afficher le nombre d'AP

<<extend>>

<<extend>>

<<extend>>

<<extend>>


41

Scénario d’exception :

Si l’un des champs est laissé vide alors on aura un affichage

d’un message d’erreur.

Module 3 : dimensionnement de la capacité

Figure 22 : Diagramme de cas d’utilisation du module «Dimensionnement orienté capacité».


But : calculer le nombre de points d’accès nécessaires pour offrir la

capacité demandée au niveau de la zone à dimensionner.

Acteur : L’administrateur.

Entrées :

Trafic total.

Ou bien

Nombre d’abonné par service.

Bande passante individuelle par service.

Taux de simultanéité par service.

Sorties : Nombre de points d’accès nécessaires « NAPcap ».

Scénario nominal : L’administrateur choisit entre donner la valeur du

trafic total servi calculé réellement pour la zone à dimensionner ou faire

une estimation du trafic en passant par le calcul du trafic pour chaque

service offert dans cette zone. Selon ce choix, il donne les paramètres

demandés par l’application pour avoir en résultat l’affichage du nombre

de points d’accès « NAPcap ».

administrateur

dimensionnement orienté capacité

donner les paramétres du trafic

choisir le type de calcul du trafic

afficher lenombre d'AP

<<extend>>

<<extend>>

<<extend>>


42

Scénario d’exception :

Si l’un des champs est laissé vide alors on aura un message

d’erreur.

Si l’administrateur choisit de procéder avec une estimation du

trafic par service alors le champ trafic total sera bloqué.

II.3. Planification d’un réseau Wi-Fi offload 3G

II.3.1. Introduction

Grace au processus de dimensionnement, on peut estimer le nombre de point d’accès

nécessaires pour notre réseau. Maintenant nous devons les planifier pour accomplir toutes les

données manquantes pour la mise en place du réseau à savoir la position des points d’accès,

les canaux a effectuer à chaque cellule, la position des antennes, etc.

Puis, une mesure des performances du réseau permettra de l’évaluer et de décider sur les

améliorations et les optimisations à effectuer.

II.3.2. Problématiques de planification d’un réseau Wi-Fi

Lors du dimensionnement d’un réseau, différents paramètres peuvent intervenir qui différent

d’un type de réseau à un autre.

II.3.2.1. Topologie à déployer

Selon les fonctionnalités souhaitées du réseau à déployer, la nature de l’environnement et le

nombre d’abonnés, on doit choisir une topologie adéquate à mettre en place. Cette topologie

précise la disposition des différentes cellules l’une par rapport les autres. Pour les réseaux Wi-

Fi, on peut distinguer entre deux types de topologie [B12] :

- Toutes les cellules sont disjointes : cette topologie est utilisée essentiellement lorsqu’on ne

peut utiliser qu’un nombre limité de canaux ou si on veut éviter toute interférence ce qui ne

peut être certain que si les cellules sont relativement éloignées. Cette topologie ne permet pas

d’offrir un service de mobilité pour les abonnés.

- Les cellules se recouvrent : cette topologie est adaptée lorsqu’on a besoin d’un réseau qui

offre aux clients une mobilité continue en exploitant le maximum d’espace. Cette topologie

nécessite en contre partie une bonne affectation de canaux pour minimiser les interférences.


43

Le recouvrement peut être minimal comme il peut être mutuel pour offrir plus de capacité

pour les zones très denses. Dans ce cas, l’affectation de canaux devient plus délicate.

II.3.2.2. Affectation des canaux

Le réseau Wi-Fi utilise la bande de fréquences ISM pour sa transmission de données entre les

stations et le point d’accès pour le mode infrastructure ou entre les stations pour le mode

adhoc. Cette bande est divisée en des sous bandes ou canaux de largeur 22 Mhz chacune

séparés par 5 Mhz. La transmission des données est effectuée sur un seul canal de la bande

IMS spécifié au niveau du point d’accès dans les réseaux en mode infrastructure et par les

stations en cas des réseaux adhoc. Dans les cas ou on n’a qu’un petit nombre de points

d’accès sans possibilité de recouvrement entre les zones de couverture de chacun, il n’y a pas

de problème d’interférence. Ce problème ne se pose que lorsqu’il s’agit d’une large zone avec

plusieurs points d’accès qui peuvent se recouvrir pour garantir le maximum de niveau de

champs et/ou pour assurer la mobilité et le roaming des abonnés d’une cellule à une autre sans

interruption [B12]. La bande ISM représente la bande passante entre 2,4 et 2,4835 GHz et les

canaux qui peuvent être utilisés sont les suivants [B11] :

Figure 23 : La distribution des canaux de la bande ISM [B11].

Comme le montre la figure 23, les canaux se recouvrent entre eux d’où s’impose la

problématique d’affectation des canaux pour le cas des réseaux avec recouvrement de

cellules. On doit donc choisir selon cette schématisation un ensemble de canaux qui ne se

chevauchent pas et qui sont séparés par au moins 5 Mhz du fait que pour que deux canaux ne

s’interférent pas, ils doivent être séparés par au moins 4 canaux [B11]. Le choix des canaux

doit être effectué tout en respectant les réglementations précisées par le pays en question. Le


44

tableau suivant résume la limitation de l’utilisation des canaux de la bande ISM selon la

réglementation de quelque pays :

Tableau 3 : La réglementation des canaux Wi-Fi pour quelques pays [B11].

Les combinaisons de canaux non interférents les plus utilisées sont :

- Les canaux 1, 6 et 11.

- Les canaux 1, 7 et 13.

L’affectation des canaux pour un réseau Wi-Fi doit être bien étudiée pour minimiser les

interférences et améliorer en contre partie la qualité du signal. Un exemple d’affectation des

canaux 1, 6 et 11 dans un réseau Wi-Fi avec recouvrement de cellules est illustré par la figure

suivante :

Figure 24 : Exemple d’allocation de canaux dans un réseau Wi-Fi avec recouvrement [B11].

Au cas où nous ne pouvons pas éviter l’adjacence de deux cellules utilisant le même canal des

3 canaux choisis, on peut utiliser un autre canal qui doit lui même ne pas recouvrir avec les

canaux des cellules qui lui sont voisines.


45

Nom des sites

Cordonnées

géographiques

Affichage des sites sur

carte

II.3.2.3. Interférences

Lors de la mise en place d’un réseau Wi-Fi dans une zone bien déterminée, on doit tenir

compte des sources d’interférence qui peuvent être présentes et par suite nuire à notre réseau.

Ces sources d’interférence sont essentiellement [B12] :

- Un autre réseau Wi-Fi utilisant les mêmes canaux de fréquence.

- Un réseau Bluetooth proche partageant la bande ISM.

- Des fours micro-onde fonctionnant à proximité.

- Tout type d’appareil utilisant la bande des 2.4 Ghz.

On doit éviter la présence de ces facteurs d’interférence dans la zone à planifier pour assurer

une bonne qualité de transmission de données.

II.3.3. Outils de planification

Plusieurs outils sont aujourd’hui disponibles pour offrir aux opérateurs la chance de planifier

leurs réseaux et réaliser des simulations afin d’estimer les performances de ces réseaux avant

leur mise en place pour les optimiser. Ceci leur permettra de minimiser les coûts de

déploiement et améliorer les performances de point de vue couverture et capacité. Avec cette

démarche on garantira une meilleure qualité de service avec le minimum de coût.

II.3.4. Etude Conceptuelle du Processus de Planification

Le processus de planification est assuré en passant par un ensemble de taches ou procédures.

II.3.4.1. Procédure de mise en place des sites

En entrée : nom des sites, leur coordonnés géographiques.

Procédure : cette procédure permet de positionner les différents sites sur la carte

géographique.

En sortie : l’affichage des sites sur la carte.

Figure 25 : Structure de la procédure « Mise en place des sites ».

Mise en place des sites


46

Paramètres des antennes

Modèle de propagation


Modèle de propagation

Carte des bâtiments

II.3.4.2. Procédure de calcul des différents niveaux de champs

En entrée : paramètres des antennes, le modèle de propagation choisi, la carte de

distribution des bâtiments.

Procédure : cette procédure permet de calculer les niveaux du signal émis par chaque

antenne.

En sortie : l’affichage des niveaux de champs sur la carte avec génération des

statistiques sous forme d’histogramme.

Figure 26 : Structure de la procédure « Calcul des niveaux de champ du signal émis ».

II.3.4.3. Procédure de calcul de la couverture par émetteur

En entrée : paramètres des antennes, le modèle de propagation choisi, la carte de


Procédure : cette procédure permet de calculer la zone de couverture de chaque

antenne pour définir les limites des cellules. Dans la zone de couverture d’une

antenne, cette antenne offre le meilleur niveau de signal par rapport aux antennes

voisines.

En sortie : l’affichage des zones de couverture de chaque antennes sur la carte avec

génération des statistiques sous forme de tableau.

Figure 27 : Structure de la procédure «Calcul de la couverture par émetteur».

II.3.4.4. Procédure de calcul des zones de recouvrement entre les différents sites

En entrée : paramètres des antennes, le modèle de propagation choisi et la carte de



Calcul des niveaux de

champs du signal émis

Affichage des niveaux

de champs sur carte

Histogramme

Calcul de la couverture

par transmetteur

Affichage des zones de

couverture sur carte

Statistiques


47



Paramètres des services


Affichage de la

distribution des

abonnés sur carte

Paramètres des usagers

Procédure : cette procédure permet de calculer les zones de recouvrement entre les

cellules pour des besoins essentiellement de HandOver et pour la gestion des

interférences.

En sortie : l’affichage des zones de recouvrement entre les cellules sur la carte avec

génération des statistiques sous forme de tableau.

Figure 28 : Structure de la procédure «Calcul des zones de recouvrement».

II.3.4.5. Procédure de simulation

En entrée : paramètres des services, paramètres des équipements, paramètres des

usagers, nombre de simulations, carte de trafic.

Procédure : cette procédure permet de simuler la distribution des abonnés possibles

selon l’environnement, le trafic ou la densité des abonnés.

En sortie : l’affichage de la distribution des abonnés sur la carte ainsi que leur niveau

de satisfaction. Les résultats sont illustrés par des statistiques.

Figure 29 : La procédure de «Simulation».

II.3.4.6. Procédure de calcul des débits offerts

En entrée : paramètres des services, paramètres des équipements, paramètres des

usagers, une simulation ou les paramètres des sites.

Procédure : cette procédure permet de calculer le débit que peut offrir le réseau

planifié en se basant sur la configuration des sites ou sur des simulations.

En sortie : l’affichage de la distribution des débits par services sur la carte. Les

résultats sont illustrés par des statistiques.

Affichage des zones de

recouvrement sur

carte Modèle de propagation Calcul des zones de

recouvrement Statistiques

Simulation

Statistiques


48

Affichage de la

distribution des débits sur

carte

Paramètres des usagers

Paramètres des services


Figure 30 : Structure de la procédure de «Calcul des débit offerts».

II.4. Conclusion

Le long de ce chapitre nous avons détaillé les étapes de la procédure de dimensionnement

d’un réseau Wi-Fi afin d’obtenir en résultat le nombre d’équipements nécessaires pour le

déploiement de ce réseau. Puis, on a décrit l’étude conceptuelle de l’outil de dimensionnement

Wi-Fi que nous avons développé. La deuxième partie du chapitre a été consacrée pour l’étude

du processus de planification qui utilisera le résultat du dimensionnement pour vérifier et

évaluer les performances du réseau obtenu avant son déploiement réel.

Statistiques

Calcul des débits offerts


49

Chapitre III

Réalisation d’un réseau Wi-Fi offload 3G

III.1. Introduction ..................................................................................................................... 50

III.2. Implémentation de l’outil de dimensionnement Wi-Fi ................................................... 50

III.2.1. Environnement de travail .......................................................................................... 50

III.2.2. Réalisation ................................................................................................................ 50

III.3. Planification du réseau Wi-Fi offload 3G ....................................................................... 62

III.3.1. Présentation de l’outil Atoll ...................................................................................... 63

III.3.2. Procédure de planification ........................................................................................ 63

III.4. Conclusion ....................................................................................................................... 82


50

III.1. Introduction

Après avoir introduit le principe d’offload du 3G vers le Wi-Fi, et suite à l’explication des

deux processus : le dimensionnement avec ces deux approches et la planification, nous allons

dans ce dernier chapitre faire une étude d’un cas réel pour mieux montrer la démarche de la

solution de déploiement du réseau Wi-Fi offload 3G. Nous allons effectuer en première étape

le dimensionnement des zones qui présentent une congestion avec le réseau 3G à l’aide d’un

outil de dimensionnement Wi-Fi que nous avons implémenté. Puis nous simulerons la

solution avec l’outil de planification « Atoll » pour évaluer ses performances.

III.2. Implémentation de l’outil de dimensionnement Wi-Fi

Pour effectuer la tâche de dimensionnement Wi-Fi, nous avons développé un outil de

dimensionnement particulier. Cette partie du chapitre va mettre en relief les différentes étapes

d’implémentation de cet outil.

III.2.1. Environnement de travail

Pour le développement de l’outil de dimensionnement « Dim_Wi-Fi_Offload », nous avons

utilisé le langage « Java » avec la plateforme « Eclipse» (voir annexe 2).

III.2.2. Réalisation

Dans cette partie, nous allons donner un aperçu de l’outil de dimensionnement développé.

Nous allons dimensionner un exemple réel de site. Ce site fera partie des ceux présentant une

congestion au niveau du réseau 3G et qui nécessitent l’offload Wi-Fi.

III.2.2.1. Détection de sites congestionnés

Les sites congestionnées dans une zone particulière sont détectés à l’aide des statistiques

mesurant le trafic total qu’ils servent ainsi que le nombre de CE ou Channel Element alloués

après avoir dépasser les 70% des capacités des NodeBs. La combinaison des deux

informations nous permet de préciser les sites congestionnés et qui ont besoin d’effectuer le

dimensionnement d’un réseau Wi-Fi pour appliquer le principe de Wi-Fi offload afin de les

décharger.


51

III.2.2.2. Dimensionnement d’un site congestionné avec l’outil «Dim_Wi-Fi_Offload»

Interface d’authentification

Figure 31 : Interface d’authentification de l’outil.

C’est l’interface d’accueil de notre outil. L’utilisateur doit remplir les champs correspondant

au identifiant et mot de passe puis appuyer sur entrer pour passer à l’interface suivante. Le

bouton quitter sera présent dans toutes les interfaces pour permettre à l’utilisateur de quitter

l’outil.


52

Interface des paramètres de l’AP

Figure 32 : L’interface des paramètres de l’AP de l’outil.

Après l’authentification, l’utilisateur passe à l’interface de remplissage des paramètres des

points d’accès qu’il va utiliser pour mettre en place son réseau Wi-Fi. Dans notre cas

d’utilisation, nous avons choisi comme équipement des points d’accès 802.11g avec un débit

réel d’environ 25 Mbps, la puissance d’émission est fixée à 20 dBm qui représente la

puissance maximale d’émission permise par les réglementations [N12] et la sensibilité est de

-75 dBm.


53

Interface des paramètres du câble

Figure 33 : L’interface des paramètres du câble est de l’antenne de l’outil.

Lors du passage à cette fenêtre, l’utilisateur doit préciser la longueur de son câble de

liaison entre antenne et AP, la perte engendré par ce câble par mètre et le gain offert par

l’antenne choisie.

Pour notre cas, nous avons choisi un câble de longueur 6 m, de type LMR400 engendrant

une perte de 0.2 dB par mètre et une antenne Wi-Fi extérieure offrant un gain de 18 dBi.

Le bouton valider permet de passer à l’interface suivante alors que le bouton retour assure

le retour à l’interface précédente si l’utilisateur décide d’introduire des modifications aux

paramètres qu’il a déjà saisis.


54

Interface des paramètres de la zone

Figure 34 : Interface des paramètres de la zone.

Au niveau de cette interface, l’utilisateur doit préciser la surface de la zone ou du site à

dimensionner ainsi que la marge de sécurité à prendre en compte pour cette zone. Pour notre

cas, nous avons un site de surface 550000 m2 avec une marge de sécurité fixée à 10 dBm.


55

Interface des paramètres du modèle de propagation

Figure 35 : Interface des paramètres du modèle de propagation.

Cette interface permet à l’utilisateur de spécifier les paramètres relatifs au modèle de

propagation à utiliser lors du calcul du rayon d’une cellule. Pour notre outil Dim_Wi-

Fi_Offload, nous avons choisi le modèle de propagation SPM ou Standard Propagation

Model qui peut être utilisé pour la bande de fréquence ISM du Wi-Fi et pour des distances de

l’ordre de quelques centaines de mètres qui est notre cas de dimensionnement. De plus c’est

l’un des modèles de propagation qui peut être appliqué par l’outil de planification « Atoll »

que nous allons utiliser suite à la phase de dimensionnement. Pour appliquer ce modèle de

propagation, nous avons besoin de spécifier la hauteur de l’AP que nous avons pris de 10 m

pour notre cas, la hauteur du mobile qui est d’environ 1.5 m et le facteur de diffraction lié à la

zone que nous avons estimé égale à 11 dB.


56

Interface du résultat de dimensionnement de la couverture

Figure 36 : Interface de résultat de dimensionnement orienté couverture.

Après avoir saisi toutes les données demandées, l’application calcule le rayon de couverture

de la cellule Wi-Fi ainsi que le nombre de point d’accès nécessaire pour couvrir toute la zone.


57

Interface des paramètres du dimensionnement de la capacité

Figure 37 : Interface des paramètres de capacité.

Lors du passage à cette fenêtre, l’utilisateur doit choisir le type des paramètres d’entrée à

utiliser : par trafic ou par service. L’option « par trafic » permet de préciser le volume de

trafic demandé dans la zone à dimensionner et qui sera saisi dans le champ trafic

correspondant. C’est le choix que nous allons utiliser pour notre réseau Wi-Fi offload 3G

puisque nous avons déjà les mesures de trafic par site.

La deuxième option « par service » nécessite la précision des différents paramètres des

différents services demandés dans cette zone. Les figures suivantes illustrent les paramètres à

préciser dans ce deuxième cas.


58

Figure 38 : Interface nombre d’abonnés par service.

A travers cette interface, nous pouvons préciser le nombre total d’abonnés utilisant chaque

service.


59

Figure 39 : Interface de la bande passante individuelle par service.

Cette interface demande à l’utilisateur de spécifier la bande passante nécessaire pour chaque

service par abonné.


60

Figure 40 : Interface du taux de pénétration par service.

Cette interface sert à préciser le taux de pénétration ou de simultanéité de demande des

abonnés de chaque service.


61

Interface du résultat du dimensionnement de la capacité

Figure 41 : Interface du résultat de dimensionnement orienté capacité.

Après avoir donné tous les paramètres nécessaires, l’application calcule le nombre de points

d’accès nécessaire pour servir la capacité demandée par les abonnés de la zone.


62

Interface du résultat final du dimensionnement

Figure 42 : Interface du résultat final du dimensionnement.

C’est la dernière interface de notre outil et qui donne finalement le nombre de point d’accès

qui répond simultanément aux besoins en terme de couverture ainsi qu’aux besoins en terme

de capacité.

III.3. Planification du réseau Wi-Fi offload 3G

Dans cette partie nous allons utiliser l’outil de planification Atoll pour effectuer la

planification du réseau Wi-Fi de la zone que nous avons déjà dimensionnée avec notre outil

de dimensionnement Dim_Wi-Fi_Offload.


63

III.3.1. Présentation de l’outil Atoll

Atoll est un outil de dimensionnement et de planification des réseaux cellulaires. Ce logiciel

peut être utilisé durant tout le cycle de vie des réseaux (du design à la densification et

l'optimisation).

Le logiciel exploite différentes données en entrée à savoir le modèle de propagation, les

paramètres des antennes, les paramètres des sites selon la technologie adopté au niveau du

projet à réaliser. Atoll permet de créer des projets avec les technologies GSM, GPRS, EDGE,

UMTS, HSPA, CDMA2000, WiMAX et dernièrement le Wi-Fi. Atoll permet de même de

déployer des réseaux avec des technologies multiples mais le Wi-Fi ne peut pas encore faire

partie de ces technologies.

Enfin après avoir déployé un réseau, Atoll permet de réaliser de multiples prédictions comme :

Couverture par niveau de champ.

Couverture par émetteur.

Etude du trafic.

Zone de recouvrement.

Couverture par niveau de C/I.

Débit moyen.

III.3.2. Procédure de planification

La procédure de planification avec Atoll passe par un ensemble de phases que nous allons

détailler un par un.

III.3.2.1 Phase Input

C’est la phase au cours de laquelle nous spécifions les données d’entrée demandées par Atoll

pour déployer le réseau à étudier. Nous avons commencé par le déploiement du réseau 3G de

Tunisie Télécom puis nous avons passé au déploiement du réseau Wi-Fi.

III.3.2.1.1. Phase input 3G

Zone géographique à planifier

Pour préciser la zone géographique et l’environnement sur lesquels nous allons travailler,

nous avons besoin de 3 entrées :


64

Clutter : c’est le fichier image représentant la nature du relief dans la région sur

laquelle nous allons déployer notre réseau. Elle permet de classer les surfaces selon

leurs caractéristiques en : open, inland_water, park, industrial, etc.

Heights : C’est un dossier d’altitudes qui permet de donner l’élévation par rapport au

niveau de la mer. Il sera utilisé lors du calcul du niveau de signal en tenant compte

aussi de l’élévation des bâtiments dans la zone.

Buldings : C’est un fichier ou tableau précisant la distribution des bâtiments sur la

carte de la zone en spécifiant la surface qu’ils occupent sur cette zone.

Les services

Atoll nous permet de définir les différents services que notre réseau peut servir en précisant

leurs paramètres : le débit exigé, le type, le canal de transmission, etc. Il propose des services

par défaut selon la technologie utilisée avec une possibilité de modification selon les

exigences de l’opérateur.

Figure 43 : Exemple de configuration par défaut du service « Mobile Internet Access».

Mobilité

Atoll définit différents types de mobilité. Nous pouvons toute fois modifier les paramètres de

ces types de mobilité ou ajouter de nouveaux types.


65

Les sites

Pour mettre en place les sites sur la carte, Atoll demande certaines données relatives à ces

sites. Le tableau suivant illustre les différents paramètres de configuration d’un site au format

Atoll :

Name Longitude Latitude Altitude (m) Max No. of UL CEs Max No. of DL Ces

Site_1 10,7604 Est 34,728056 Nord [1] 256 256

Tableau 4 : exemple de configuration d’un site pour un réseau 3G.

La longitude et la latitude sont les coordonnées géographiques du site, l’altitude correspond

au niveau du site par rapport au niveau de la mer. Les deux derniers champs correspondent au

nombre de CE ou Channel Element qui est l’unité élémentaire de calcul de la capacité d’un

NodeB.

Les émetteurs

Pour chaque site, nous devons définir les paramètres de chaque émetteur. Les principaux

paramètres sont donnés dans le tableau suivant :

Site Transmitter Frequency Band

Antenna Height (m)

Azimuth (°)

Mechanical Downtilt (°)0

Receiver antenna diversity gain(dB)

Main Propagation Model

Site1 Site1_1 Band1 65deg 18dBi 2Tilt 2100MHz

22

90 0 18

Standard Propagation Model


22

210 0 18



22

330 0 18


Tableau 5 : paramètres de configuration des émetteurs d’un site 3G.

Le paramètre Height correspond à la hauteur de l’antenne, l’Azimuth présente sa direction par

rapport au Nord et finalement le tilt mécanique correspond à l’inclinaison de l’antenne par

rapport à la verticale qui permet de régler la zone de couverture.

Les cellules

Après avoir configuré les sites ainsi que les émetteurs qui leur correspondent, les cellules sont

automatiquement créées par Atoll. Il ne reste plus que préciser les codes de scrambling utilisés

pour chaque cellule pour assurer la différentiation entre les cellules dans le sens DL.


66

Neighbors

Pour bien étudier les interférences et les limites des cellules, nous devons préciser les cellules

voisines pour chaque cellule. Cette allocation de voisinage peut être effectuée manuellement

ou automatiquement en précisant les paramètres nécessaires pour définir le voisinage d’une

cellule.

Figure 44 : Paramètres d’allocation automatique des Neighbors.

III.3.2.1.2. Phase input Wi-Fi

Zone géographique à planifier

Pour les paramètres de la zone géographique, nous avons utilisé les mêmes cartes utilisées

pour le réseau 3G puisque le réseau Wi-Fi va être mis en place en parallèle avec le réseau 3G.

Les services

De même, Atoll définit des services par défaut pour le réseau Wi-Fi. Ces services sont High

Speed Internet et Web Browsing.

Les sites

Après avoir limité la zone sur laquelle nous allons positionner notre réseau (voir tableau 6 au

format Atoll) et qui correspond à la couverture du site congestionné, nous avons placé les sites

Wi-Fi en tenant compte des caractéristiques des cartes (Clutter, Height, Buldings). Lors de la


67

mise en place des sites nous avons tenu compte de la répartition des bâtiments sur le site

dimensionné. Nous avons essayé de placer les points d’accès su les bords des routes et sur les

toits des bâtiments pour minimiser les atténuations du signal émis. De plus nous avons essayé

d’éloigner au maximum les points d’accès émettant sur le même canal.

Nom Longitude Latitude Altitude (m)

Site0 10,759581251 Est 34,729636442 Nord [2]

Site1 10,7614915 Est 34,72856293 Nord [1]

Site2 10,761610297 Est 34,726956304 Nord [1]

Site3 10,758220683 Est 34,72778971 Nord [2]

Site4 10,759880052 Est 34,725700999 Nord [1]

Site5 10,758391979 Est 34,724018404 Nord [1]

Site6 10,756780895 Est 34,725808859 Nord [1]

Site7 10,755867862 Est 34,723946625 Nord [1]

Site8 10,756442411 Est 34,722198184 Nord [1]

Tableau 6 : Configuration des sites du réseau Wi-Fi.

Les émetteurs

Pour chaque site doté d’un point d’accès Wi-Fi, nous avons défini les caractéristiques de son

émetteur comme suit :

Site Transmitter Antenna Height (m) Main Propagation Model

Site0 Site0_1 2400MHz Omni 18dBi 10 Standard Propagation Model









Tableau 7 : La configuration des émetteurs des sites Wi-Fi.

Comme le montre ce tableau, nous avons configuré les émetteurs avec les mêmes paramètres

utilisés lors du dimensionnement avec notre outil Dim_Wi-Fi_Offload à savoir le gain de

l’antenne, son hauteur et le modèle de propagation.


68

Les cellules

Au niveau des cellules Wi-Fi, nous avons défini les 13 canaux Wi-Fi sur la bande de

fréquence de 2400. Ces canaux sont de largeur 22 MHz chacun avec 5MHz séparant les

canaux successifs.

Name DL start frequency (MHz)

UL start frequency (MHz)

Channel Width (MHz)

First channel

Last channel

2.4GHz - 22MHz - Ch. 1 2 401 2 401 22 1 1

2.4GHz - 22MHz - Ch. 2 2 406 2 406 22 2 2

2.4GHz - 22MHz - Ch. 3 2 411 2 411 22 3 3

2.4GHz - 22MHz - Ch. 4 2 416 2 416 22 4 4

2.4GHz - 22MHz - Ch. 5 2 421 2 421 22 5 5

2.4GHz - 22MHz - Ch. 6 2 426 2 426 22 6 6

2.4GHz - 22MHz - Ch. 7 2 431 2 431 22 7 7

2.4GHz - 22MHz - Ch. 8 2 436 2 436 22 8 8

2.4GHz - 22MHz - Ch. 9 2 441 2 441 22 9 9

2.4GHz - 22MHz - Ch. 10 2 446 2 446 22 10 10

2.4GHz - 22MHz - Ch. 11 2 451 2 451 22 11 11

2.4GHz - 22MHz - Ch. 12 2 456 2 456 22 12 12

2.4GHz - 22MHz - Ch. 13 2 461 2 461 22 13 13

Tableau 8 : Définition des canaux de fréquence pour le réseau Wi-Fi.

Nous avons ensuite essayé d’affecter ces canaux de telle façon à diminuer la probabilité

d’interférence entre les cellules. Nous avons essayé d’utiliser les canaux 1, 6 et 11 puisqu‘ils

ne se recouvrent pas. Pour la puissance d’émission des points d’accès, nous l’avons fixé de 20

dBm. La configuration des cellules est illustrée par le tableau suivant :

Transmitter Name Frequency Band Channel Number

Power (dBm)

Reception Equipment

Site0_1 Site0_1 (0) 2.4GHz - 22MHz - Ch. 6 6 20 802.11g Reception Equipment









Tableau 9 : Configuration des cellules Wi-Fi.

III.3.2.2. Phase de planification radio

Pendant cette phase nous allons se baser sur les prédictions assurées par Atoll pour évaluer la

performance des réseaux de point de vue couverture aussi bien que capacité.


69

III.3.2.2.1. Performance radio 3G

La couverture par niveau de champ

Figure 45 : La couverture par niveau de champ pour le réseau 3G.

La prédiction de la couverture par niveau de champs montre une couverture excellente

(supérieure à -70dBm) assuré par le réseau 3G de la région de laquelle fait partie notre site

congestionné.

Couverture par émetteur

Figure 46 : La couverture par émetteur pour le réseau 3G.


70

Cette prédiction nous permet de déterminer les limites des différentes cellules du réseau 3G

afin de préciser la zone de couverture du site congestionné sur lequel nous voulons appliquer

le principe du Wi-Fi offload.

Le débit

Pour calculer le débit offert par notre réseau, nous devons précéder notre prédiction par une

simulation basée sur une carte de trafic pour estimer la distribution des abonnés et la qualité

de leur service. Cette carte de trafic présente la quantité de trafic maximale qu’un émetteur

peut servir dans une zone. Pour calculer ce trafic, nous avons pris comme support les mesures

de trafic des services par site à l’heure de pointe afin de garantir la meilleure satisfaction des

abonnés. Ces volumes de trafic sont ensuite distribués entre le réseau Wi-Fi (30%) et le réseau

3G (70%) pour évaluer les performances des deux réseaux en terme de capacité avec

l’offload.

sans l’offload

Pour tester la performance du site 3G avant l’offload, nous avons utilisé une carte de trafic qui

prend en considération la totalité du trafic demandé par les abonnés au niveau de ce site

(100% du trafic supporté par le site 3G).

La simulation effectuée sur le réseau 3G avant l’offlaod et particulièrement sur le site auquel

nous allons appliquer le principe du Wi-Fi offload est décrite par la figure suivante :

Figure 47 : Résultat de simulation pour le site congestionné du réseau 3G avant l’offload.


71

Figure 48 : Les statistiques de la simulation du réseau 3G avant l’offload.

Le résultat de la simulation montre que notre site 3G assure un bon pourcentage de

satisfaction d’abonnés servis avec un taux de rejet de 0.7% uniquement.

Après avoir effectué la simulation, nous calculons la prédiction du débit moyen offert par le

site congestionné en question :

Figure 49 : Résultat de calcul du débit pour le site congestionné avant l’offload.

Atoll génère ses statistiques sous forme d’histogramme comme suit :


72

Figure 50 : Statistiques de la distribution des débits offerts par le site congestionné avant

l’offload.

Selon cet histogramme, notre site 3G avant l’offload permet d’offrir un débit essentiellement

compris entre environs 0.7Mbps et 2.2Mbps qui représente 74 % de la totalité du débit offert.

avec l’offload

Pour cette partie, nous avons utilisé pour la simulation une carte de trafic présentant

uniquement 70% du trafic demandé par les abonnés du site congestionné étudié et auquel

nous allons appliquer le principe du Wi-Fi offload. Le résultat de cette simulation est décrit

par la figure suivante :

Figure 51 : Résultat de la simulation pour le site 3G congestionné après l’offload.

%

0

3,2

6,4

9,6

12,8

16

19,2

22,4

25,6

28,8

32

35,2

38,4

150

678

1 20

7

1 73

5

2 26

4

2 79

2

3 32

0

3 84

9

4 37

7

4 90

6

5 43

4

5 96

2

6 49

1

7 01

9

7 54

8

8 07

6

8 60

4

9 13

3

9 66

1

10 1

90

10 7

18

11 2

46

11 7

75

12 3

03

12 8

32

13 3

60

MAC Throughput (kbps)


73

Figure 52 : Statistiques de la simulation du site congestionné après l’offload.

Cette simulation montre un meilleur niveau de satisfaction d’abonné comparé au résultat de

simulation du même réseau avant l’offload : nous sommes passés d’un taux de rejet de 0.7%

à un taux de 0.5% suite à l’offload.

Après avoir effectué la simulation, nous calculons la prédiction du débit offert par le

site congestionné en question :

Figure 53 : Résultat de calcul du débit pour le site congestionné après l’offload.

Les statistiques générées par Atoll pour cette prédiction sont les suivantes :


74

Figure 54 : Statistiques de la prédiction de débit pour le site congestionné après l’offload.

L’impact de l’offload sur la performance du réseau en terme de capacité est bien indiqué par

l’amélioration remarquable des débits offerts par notre réseau après l’offload comparés aux

ceux offerts par le même réseau avant l’offload.

Pour mettre en évidence l’amélioration de la couverture en terme de débit offert par le site

congestionné étudié après l’offload, nous avons effectué une comparaison entre les débits

avant et après offload.

%

0

3,2

6,4

9,6

12,8

16

19,2

22,4

25,6

28,8

32

35,2

38,4

150

678

1 20

7

1 73

5

2 26

4

2 79

2

3 32

0

3 84

9

4 37

7

4 90

6

5 43

4

5 96

2

6 49

1

7 01

9

7 54

8

8 07

6

8 60

4

9 13

3

9 66

1

10 1

90

10 7

18

11 2

46

11 7

75

12 3

03

12 8

32

13 3

60

MAC Throughput per Mobile (kbps)


75

Figure 55 : Comparaison entre la couverture en débit offerte par le site 3G congestionnée avant

et après l’offload.

Figure 56 : Statistiques de la comparaison entre la couverture en débit offerte par le site 3G

congestionné avant et après l’offload.

D’après notre comparaison, nous pouvons déduire que le site 3G congestionné est arrivé,

grâce à l’offload Wi-Fi, à offrir plus de débit. Ceci a permis de couvrir une zone plus large de

8.9% que celle qu’a été couverte avant l’offload.

III.3.2.2.2. Performance radio du réseau Wi-Fi offload 3G

La couverture par niveau de champ

Le calcul du niveau de champ est effectué par émetteur et son résultat est présenté par la

figure suivante :


76

Figure 57 : Couverture par niveau de champs du réseau Wi-Fi.

Les statistiques de cette prédiction sont illustrées par l’histogramme suivant :

Figure 58 : Statistiques des mesures des niveaux de champs offerts par les points d’accès du

réseau Wi-Fi.

Nous remarquons que notre réseau Wi-Fi offre un pourcentage important représentant les

excellents niveaux de champ (supérieur à -70 dBm) et un faible pourcentage représentant le

faible niveau de champ (inférieur à -85 dBm).

%

0

4,5

9

13,5

18

22,5

27

31,5

36

40,5

45

49,5

54

-105

-100 -9

5

-90

-85

-80

-75

-70

-65

-60

Best Signal Level (dBm)


77

Zone de recouvrement

Figure 59 : Calcul des zones de recouvrement entre les cellules Wi-Fi.

Figure 60 : Histogramme illustratif du calcul des zones de recouvrement du réseau Wi-Fi.

Le problème posé par l’interférence entre les cellules est dû à la présence de zones de

recouvrement entre des cellules utilisant le même canal Wi-Fi ou des canaux qui se

recouvrent. Ce problème ne présente pas de contrainte pour notre réseau vu que d’une part

nous avons essayé d’affecter les canaux d’une manière à réduire au maximum les zones ou

peuvent se présenter les émissions de deux points d’accès transmettant sur le même canal ou

%

0

7

14

21

28

35

42

49

56

63

70

77

84

1 2 3 4 5 6

Number of Servers

1

1

6 11

6 1

11 6

1


78

sur des canaux qui se chevauchent (la répartition des canaux est indiquée en blanc sur la

figure 58). D’autre part, notre prédiction nous a montré que les surfaces sur lesquels on peut

trouver un recouvrement entre les APs sont relativement faibles (de l’ordre de 19%). Ces

recouvrements offrent la mobilité aux usagers avec un minimum d’interférences.

Le débit

Nous effectuons une simulation sur notre réseau Wi-Fi en véhiculant sur le réseau juste 30%

du trafic demandé au niveau du site étudié. Le résultat de cette simulation est le suivant :

Figure 61 : Résultat de la simulation du réseau Wi-Fi.

Avec cent itérations successives, la simulation montre qu’une bonne partie des abonnés est

correctement connectés aux services Wi-Fi avec un taux de rejet faible de l’ordre de 1.3%.

Figure 62 : Statistiques de la simulation du réseau Wi-Fi


79

Après avoir effectué la simulation, nous pouvons entamer le calcul de la prédiction des

débits :

Figure 63 : Le débit moyen offert par le réseau Wi-Fi.

Cette prédiction du débit peut être résumée par l’histogramme suivant :

Figure 64 : Histogramme de la distribution du débit effective pour le réseau Wi-Fi.

%

0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

0

2 08

0

4 16

0

6 24

0

8 32

0

10 4

00

12 4

80

14 5

60

16 6

40

18 7

20

20 8

00

22 8

80

24 9

60

27 0

41

29 1

21

31 2

01

33 2

81

35 3

61

37 4

41

39 5

21

41 6

01

43 6

81

45 7

61

47 8

41

49 9

21

52 0

01

Effective MAC Cell Capacity (DL) (kbps)


80

Cet histogramme permet de conclure que notre réseau Wi-Fi offre des débits élevés (allant de

10 Mbps jusqu’à 47 Mbps) ce qui garantira une bonne satisfaction des abonnés de la zone

étudiée en terme de capacité. Ce résultat vient pour complémenter la satisfaction offerte par ce

réseau en terme de couverture que nous avons déjà montré.

Taux d’erreur par bloc

Figure 65 : Taux d’erreur par bloc du réseau Wi-Fi.

Figure 66 : Histogramme de la prédiction du taux d’erreur par bloc pour le réseau Wi-Fi.

%

0

8

16

24

32

40

48

56

64

72

80

88

96

104

0

0,05 0,

1

0,15 0,

2

0,25

BLER


81

Les mesures du taux d’erreur par bloc ont prouvé que notre réseau Wi-Fi permet la

transmission de donnée avec un taux d’erreur minimal qui ne dépasse pas 0.05 d’où la

fiabilité de notre réseau.

Qualité du canal

Le calcul de la qualité du canal offerte par notre réseau Wi-Fi nous permet d’évaluer la

qualité du signal dans le site étudié et le niveau d’interférences engendrées par l’émission des

différentes cellules.

Figure 67 : Résultat de prédiction de la qualité du canal pour le réseau Wi-Fi.


82

Figure 68 : Histogramme de la prédiction de la qualité du canal du réseau Wi-Fi.

La prédiction de la qualité du canal montre que le réseau Wi-Fi planifié offre une bonne

qualité de canal avec un rapport porteuse sur bruit et interférence ou C/(I+N) supérieure à

5dB.

III.4. Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons mis en évidence notre étude théorique du processus de

dimensionnement et de planification d’un réseau Wi-Fi à travers une application pratique sur

un cas réel. Cette étude pratique a été assurée en première étape par l’outil de

dimensionnement que nous avons développé puis en deuxième étape par l’outil de

planification Atoll.

%

0

1,6

3,2

4,8

6,4

8

9,6

11,2

12,8

14,4

16

17,6

19,2

20,8

-5 -3 -1 1 3 5 7 9 11 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

C/(I+N) Level (DL) (dB)


83

Conclusion générale

Les réseaux radio ont toujours essayé de répondre aux besoins de plus en plus pressants des

abonnées essentiellement au niveau des services Data. Dans ce contexte, la 3ème

génération

des réseaux radio est apparue et ensuite améliorée pour définir la génération 3G+ ou HSPA.

Cependant, ces réseaux n’ont pas pu supporter l’évolution rapide et continue des besoins des

services DATA ce qui a causé l’apparition des problèmes de congestion au niveau des réseaux

3G. Face à cette situation urgente, certains opérateurs ont opté pour le Wi-Fi offload comme

solution adéquate et simple à mettre en œuvre avec le minimum des coûts. C’est dans ce cadre

que s’inscrit notre projet de fin d’étude.

Ce projet a porté sur l’étude du concept du Wi-Fi offload afin de le déployer dans les zones où

le réseau 3G souffre de problème de congestion.

Nous avons introduit les réseaux 3G aussi bien que les réseaux Wi-Fi. Puis nous avons

expliqué le concept de Wi-Fi offload comme défini par le standard 3GPP.

Nous avons détaillé le processus de fonctionnement de l’outil de dimensionnement Wi-Fi que

nous avons élaboré. Nous avons également décrit les étapes de planification à suivre à l’issu

du processus de dimensionnement.

Nous avons, enfin, étudié un cas réel de site congestionné. Après avoir dimensionné ce site

avec notre application, nous avons utilisé Atoll pour le planifier et le simuler afin de mettre en

évidence ses performances en terme de couverture et de capacité.

Notre plateforme réseau a montré une bonne performance en terme de couverture et de

capacité d’après les simulations. Ces résultats doivent être validés par des mesures réelles

après son déploiement. L’étude pourrait être élargie à d’autres zones du pays. Notre réseau

Wi-Fi offload 3G peut nécessiter une densification sur le long terme pour prendre en

considération la croissance démographique et la progression possible des besoins de des

abonnés en ressources.


84

Annexe 1 : Les facteurs d’atténuation

La réflexion

Elle apparait lorsque l’onde électromagnétique propagée rencontre un objet de dimensions

plus larges que la longueur d’onde du signal radio en propagation. La réflexion peut être

engendrée par la surface de la terre, les bâtiments et les murs [N13]

Figure 69 : Le phénomène de réflexion d’une onde radio [N13].

La diffraction

Elle parvient lorsque l’onde propagée passe par un environnement ou se trouvent des objets

dont les dimensionnements sont comparables à la longueur d’onde du signal radio [B16].

Figure 70 : Phénomène de diffraction d’onde radio [N14].

Le multi-trajet

Subissant des réflexions et des diffractions successives, et vu que l’onde radio peut se

propager sur différentes direction selon la nature de l’antenne utilisée, le signal d’origine

envoyé peut arriver au récepteur sur différents chemins. Vu la différence du temps de


85

propagation des ondes reçues, leur combinaison au niveau du récepteur peut engendrer une

interférence, puisque les données se chevauchent, et par suite une dégradation de la qualité du

signal [N13].

Figure 71 : Le phénomène de trajets multiples et son impacte sur le signal [B16].


86

Annexe 2 : Java et Eclipse

Java

Java est un langage de programmation moderne développé par Sun Microsystems. Il se

caractérise par sa portabilité : une fois le programme est crée, il peut fonctionner

automatiquement sur toute machine Windows, Mac, Linux, etc.

Le langage Java fait partie des langages de programmation orientés objet qui se base sur la

manipulation des classes. C’est aussi un langage compilé ou un code doit passer par trois

phases de vie principales à savoir la phase d’écriture du code en Java, la phase de compilation

de ce code pour qu’il soit compréhensible par la machine et finalement la phase d’exécution.

Eclipse

Eclipse est un logiciel open source développé par IBM. C’est un IDE, Integrated

Development Environnement, qui permet aux développeurs de réunir dans une seule

application un plan de travail ainsi que des fonctionnalités évoluées de débogage. Eclipse

simplifie la tache de programmation avec une compilation instantanée du code lors de son

écriture. Il est principalement écrit en Java, très utilisé pour les projets Java mais il permettra

potentiellement de créer des projets avec n’importe quel langage de programmation.


87

Bibliographie

[B1]. Julien Chambille, François Pontvianne et Dominique Tran, “TELEPHONIE :

LA TROISIEME GENERATION (3G)“, IUT DE CACHAN, Mars 2007.

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Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Mobility between 3GPP-Wireless

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Partnership Project, Septembre 2006.

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Netographie

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PFE Wifi Offload 3G

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