Performance et qualité d'un réseau GSMx

N° d’ordre : 13 / L3 / TCO Année Universitaire : 2008 / 2009

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ----------------------

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE -----------------------

DEPARTEMENT TELECOMMUNICATION

MEMOIRE DE FIN D’ETUDES

en vue de l’obtention

du DIPLOME de LICENCE es SCIENCES TECHNIQUES

Spécialité : Télécommunication

par : RANDRIAMANANJARA Mandamahefa

PERFORMANCE ET QUALITE D’UN RESEAU GSM PAR ANALYSE DES INDICATEURS CLES DE

PERFORMANCE (KPI)

Soutenu le Mardi 16 Février 2010 à 10h devant la Commission d’Examen composée de :

Président : M. RATSIMBAZAFY Andriamanga

Examinateurs :

M. RANDIMBINDRAINIBE Falimanana

M. RAZAFINDRADINA Henri Bruno

M. RASAMOELINA Jacques Nirina

Directeur de mémoire : M. RAKOTOMALALA Mamy Alain

i

REMERCIEMENTS

Je rends grâce à Dieu pour sa bonté, de m’avoir donné la force et la santé durant la

réalisation de ce mémoire.

Je tiens également à adresser mes vifs remerciements aux personnes suivantes sans qui ce

travail n’aurait pas pu être réalisé :

- Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal , Professeur Titulaire et Directeur de

l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo ;

- Monsieur RANDRIAMITANTSOA Paul Auguste , Professeur et Chef du

département Télécommunications, qui malgré ses multiples obligations, n’a ménagé ni temps ni

efforts pour nous avoir guidé et soutenu tout au long de notre travail.

- Monsieur RATSIMBAZAFY Andriamanga, Enseignant au sein du département

Télécommunication, pour l’honneur qu’il nous a fait en acceptant de présider le jury de ce

mémoire.

- Messieurs :

• RANDIMBINDRAINIBE Falimanana, Enseignant au sein du département

Télécommunication, Membre de Jury ;

• RAZAFINDRADINA Henri Bruno, Enseignant au sein du département

Télécommunication, Membre de Jury ;

• RASAMOELINA Jacques Nirina, Assistant, Enseignant au sein du département

Télécommunication, Membre de Jury ; qui ont accepté de sacrifier leur temps pour

assister à la présentation de ce mémoire ;

- RAKOTOMALA Mamy Alain, Enseignant au sein du département

Télécommunication, et également mon Directeur de mémoire, qui n’a épargné aucun effort pour le

bon déroulement de ce travail, avec ses remarques et ses consignes qui m’ont été d’un grand

apport.

- Tous les enseignants et tout le personnel de l’Ecole Supérieure Polytechnique

d’Antananarivo, en particulier ceux du département Télécommunications ;

ii

- Je n’oublierai pas ma famille pour leurs soutiens bienveillants et leurs

encouragements, pour ce mémoire, comme en toutes circonstances. Plus particulièrement, à mes

parents pour leurs sacrifices durant ces longues années afin que je puisse arriver à ce niveau et

pour tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce mémoire. Je remercie

également mon oncle pour son incontestable contribution à l’accomplissement de ce mémoire.

Enfin, un grand merci à tous ceux qui m’ont moralement soutenu et que ces lignes ont

accidentellement oublié de nommer individuellement.

iii

TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENTS ...................................................................................................................................... i

TABLE DES MATIERES ........................................................................................................................... iii

LISTE DES NOTATIONS ET ABREVIATIONS ................................................................................... vii

INTRODUCTION GENERALE .................................................................................................................. 1

CHAPITRE 1:GENERALITES SUR LE GSM ......................................................................................... 3

1.1 – Historique du réseau GSM .................................................................................................................. 3

1.2 - La technologie GSM.............................................................................................................................. 3

1.2.1 Le concept cellulaire .......................................................................................................................................... 3

1.2.2 L’architecture d’un réseau GSM ....................................................................................................................... 5

1.2.2.1 La station mobile (MS) ................................................................................................................................ 6

1.2.2.2 Le sous-système radio (BSS) ....................................................................................................................... 6

1.2.2.3 Le sous-système réseau (NSS) ..................................................................................................................... 7

1.2.2.4 Le sous-système d’exploitation (OSS - Operating Sub-System) ............................................................... 8

1.2.3 Les interfaces utilisées dans un réseau GSM .................................................................................................... 8

1.3 Les canaux dans le réseau GSM ............................................................................................................. 9

1.3.1 Les Canaux physiques ........................................................................................................................................ 9

1.3.2 Les Canaux logiques .......................................................................................................................................... 9

1.3.2.1 Les canaux de trafic TCH (Trafic CHannel) ........................................................................................... 10

1.3.2.2 Les canaux de signalisation ....................................................................................................................... 10

1.4 Conclusion .............................................................................................................................................. 11

CHAPITRE 2:LA QUALITE DE SERVICE ET LA PERFORMANCE D’UN RESEAU GSM ........ 12

2.1 Notion de Qualité de Service (QoS) et de Performance du réseau (NP – Network Performance) . 12

2.2 Critères d’évaluation de la NP et de la QoS : ..................................................................................... 13

2.3 Mécanismes de supervision de la QoS et de la NP : ........................................................................... 14

2.3.1 Les plaintes des abonnés .................................................................................................................................. 15

2.3.2 Les mesures terrains : ...................................................................................................................................... 15

2.3.3 L’Analyse des Indicateurs clés de performance KPI (Key Performance Indicators) via l’OMC-R .............. 16

2.4 Conclusion .............................................................................................................................................. 17

iv

CHAPITRE 3:GESTION DE LA QoS DU RESEAU PAR L’ANALYS E DES INDICATEURS CLES DE PERFORMANCE (KPI) ...................................................................................................................... 18

3.1 L'organisation des données statistiques à analyser ............................................................................ 18

3.1.1 Période granulaire ............................................................................................................................................ 18

3.1.2 Période d’observation : .................................................................................................................................... 19

3.1.3 Niveaux d’observation : ................................................................................................................................... 19

3.1.4 Les compteurs OMC-R ..................................................................................................................................... 20

3 1.5 Les indicateurs clés de performance (KPI – Key Performance Indicator) ..................................................... 20

3.2 L’analyse des KPI de la Co-OP relatifs aux BSS d’un réseau GSM ................................................ 21

3.2.1 Définitions des compteurs OMC-R : ................................................................................................................ 22

3.2.1.1 Notation : .................................................................................................................................................... 22

3.2.1.2 Compteurs relatifs aux BSC .................................................................................................................. 23

3.2.1.3 Les compteurs relatifs à la cellule ............................................................................................................. 25

3.2.2 Définitions des Indicateurs Clés de Performance des GSM Co – OP KPI relatifs aux BSS ........................ 30

3.2.2.1 Notations : ................................................................................................................................................... 30

3.2.2.2 Définitions des KPI relatifs aux BSS spécifiés par la Co-OP ................................................................. 31

a. Volume d’appels (Call Volume) ................................................................................................................................ 31

b. Taux de succès d’appels (Call Setup Rate) ............................................................................................................... 31

c. Taux de coupure d’appels (Call Drop Rate) (Au niveau de la cellule) .................................................................... 32

d. Taux de succès d’Handovers (Handover Success Rate) (BSC et Cellule) ............................................................... 33

e. Taux de succès d’établissement d’appels (Call Setup Success Rate) ....................................................................... 35

f. Taux de succès de procédures d’assignation (Assignment Procedure Success Rate) ............................................. 35

g. Taux de blocage des canaux SDCCH (SDCCH Blocking Rate) .............................................................................. 36

h. Taux de blocage des canaux TCH (TCH Blocking Rate) ........................................................................................ 37

i. Le nombre canaux TCH porteur de trafic (TCH Traffic Carried) .......................................................................... 37

3.3 Conclusion .............................................................................................................................................. 38

CHAPITRE 4:SIMULATION SOUS MATLAB DE L’ANALYSE STAT ISTIQUE DES KPI RELATIFS AUX BSS DEFINIS PAR LA Co-OP .................................................................................... 39

4.1 Description de la simulation ................................................................................................................. 39

4.1.1 Paramètres de la simulation ............................................................................................................................. 39

4.1.1.1 Niveau d’études .......................................................................................................................................... 40

v

4.1.1.2 Période d’observation et période granulaire ........................................................................................... 40

4.1.1.3 Description des cellules .............................................................................................................................. 40

4.1.1.4 Valeurs des paramètres ............................................................................................................................. 41

4.1.2 Résultats de la simulation ................................................................................................................................ 42

4.1.2.1 Valeurs des KPI calculés : ......................................................................................................................... 42

4.1.2.2 Projections : ................................................................................................................................................ 42

4.2 Interprétation des résultats et recommandations ............................................................................... 53

4.2.1 Cellule n°1 ........................................................................................................................................................ 53

4.2.1.1 Interprétation des résultats ....................................................................................................................... 53

•••• Trafic : ....................................................................................................................................................................... 53

•••• Disponibilité des ressources : .................................................................................................................................... 53

•••• Maintien de la communication et mobilité : ............................................................................................................. 53

4.2.1.2 Recommandations ...................................................................................................................................... 53

4.2.2 Cellule n°2 ........................................................................................................................................................ 54


•••• Trafic : ....................................................................................................................................................................... 54




4.2.3 Cellule n°3 ........................................................................................................................................................ 55


•••• Trafic : ....................................................................................................................................................................... 55




4.2.4 Cellule n°4 ........................................................................................................................................................ 56


•••• Trafic : ....................................................................................................................................................................... 56


vi



4.2.5 Cellule n°5 ........................................................................................................................................................ 57


•••• Trafic : ....................................................................................................................................................................... 57




4.3 Conclusion .............................................................................................................................................. 58

CONCLUSION ............................................................................................................................................ 59

GLOSSAIRE ................................................................................................................................................ 60

ANNEXES .................................................................................................................................................... 63

ANNEXE 1 ................................................................................................................................................................ 63

ANNEXE 2 ................................................................................................................................................................ 76

BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................................................................... 80

RESUME ...................................................................................................................................................... 84

ABSTRACT ................................................................................................................................................. 84

vii

LISTE DES NOTATIONS ET ABREVIATIONS

AGCH Access Grant Channel

AUC AUthentication Center

BCCH Broadcast Control CHannel

BSC Base Station Controller

BSIC Base Station Identification Code

BSS Base Station Subsystem

BTS Base Transceiver Station

CC Compteur Cumulatif

CDR Call Drop Rate

CEPT Conférence Européenne des administrations des Postes et Télécommunications

Co-OP Cooperative – OSS Project

CSSR Call Setup Success Rate

EIR Equipment Identity Register

ETR ETSI Technical Report

ETSI European Telecommunications Standards Institute

FACCH Fast Associated Control CHannel

FCH Frequency correction CHannel

FDMA Frequency Division Multiple Access

GSM Global System for Mobile communications

GMSC Gateway Mobile Switching Center

viii

GPS Global Positioning System

HLR Home Location Register

IMEI International Mobile Equipment Identity

IMSI International Mobile Subscriber Identity

ISDN Integrated Service Digital Network

KPI Key Performance Indicator

MS Mobile Station

MSC Mobile Switching Center

NP Network Performance

NSS Network Sub-System

OMC Operation and Maintenance Center

OMC-S Operation and Maintenance Center - Switch

OMC-R Operation and Maintenance Center - Radio

OMC-M Operation and Maintenance Center - Maintenance

OSS Operating Sub-System

PC Personal Computer

PCH Paging CHannel

PH Peak Hour

PLMN Public Land Mobile Network

PSDN Packet Switched Data Network

QoS Quality of service

ix

RACH Random Access CHannel

RNIS Réseau Numérique à Intégration de Service

RNO Radio Network Optimization

RTCP Réseau Téléphonique Commuté Public

SACCH Slow Associated Control CHannel

SCH Synchronization CHannel

SDCCH Stand-alone Dedicated Control CHannel

SDCCH BR SDCCH Blocking Rate

SI Status Inspection

SIM Subscriber Identity Module

SMS Short Message Service

TCH Traffic CHannel

TCH BR TCH Blocking Rate

TDMA Time Division Multiple Access

TN Time slot Number

TS Time Slot

UIT-T Union Internationale des Télécommunications – Télécommunications

VLR Visitor Location Register

3GPP Third Generation Partnership Project

3GPP TR Third Generation Partnership Project Technical Report

3GPP TS Third Generation Partnership Project Technical Specification

1

INTRODUCTION GENERALE

Les évolutions technologiques dans le monde ne cessent de s’accentuer à haute cadence,

notamment pour les systèmes de télécommunications mobiles. Durant ces dernières années, les

réseaux radio mobiles ont eu une expansion sans précédent en termes de capacité et en nombre

d’abonnés. La norme GSM, Global System for Mobile communication, représente un des succès

industriels les plus marquants de ces dernières années. L’explosion du secteur des services

mobiles est certainement un fait majeur des années 90 dans le domaine des télécommunications.

La nécessité d’améliorer le service rendu s’est largement manifestée. Les opérateurs des

réseaux GSM utilisent différentes techniques pour la supervision de la qualité de service.

C'est dans ce contexte que porte notre étude sur la « Performance et qualité d’un réseau

GSM par analyse des indicateurs clés de performance (KPI) » dans lequel nous tenons à étudier la

supervision de la performance du réseau GSM.

Cela a nécessité des informations recueillies sur le Sous-système Radio(BSS), qui constitue

l'élément fondamental pour laquelle la qualité de service sera évaluée, à l'aide des indicateurs de

performances (KPI) qui seront calculés à partir des compteurs OMC.

L’analyse des fichiers de mesure permet d’apporter d’énormes informations quant au

fonctionnement du réseau et ses performances. Aussi, les indicateurs de performance présentent

une gamme d’indicateurs qui couvrent différents aspects de performance du réseau en matière de

trafic, de coupure, de succès d’appels, etc... Toutefois, les indicateurs KPI, et les mesures terrains

sont complémentaires pour évaluer la qualité de service du réseau permettant entre autres une

analyse détaillée, variée et causale des principaux phénomènes et problèmes rencontrés dans le

réseau GSM.

Dans le présent document, nous nous sommes particulièrement intéressés à donner au

premier chapitre un aperçu sur la norme GSM. En fait, nous allons présenter la technologie du

réseau GSM après une petite historique. De plus, nous allons exposer certaines caractéristiques du

réseau.

Dans le deuxième chapitre, nous tenons à étudier la qualité de service et la performance

d’un réseau GSM. Cette notion a été illustrée par l’exposition des critères d’évaluation de la

performance du réseau et les mécanismes de la supervision de la qualité de service et de la

performance.

2

Dans le troisième chapitre, nous décrirons la gestion de la qualité de service par l’analyse

des indicateurs clés de performance (KPI). En fait, nous allons étudier en premier lieu

l’organisation des données statistiques à analyser dans laquelle nous ferons la description des

compteurs OMC et des indicateurs clés de performance ; et en second lieu, nous passerons à

l’analyse des indicateurs clés de performance relatifs au Sous-système Radio du réseau GSM,

spécifiés par la Co-OP (Cooperative – OSS Project).

Et finalement, nous allons passer à la simulation sous Matlab d’une analyse des indicateurs

de performance définis dans le chapitre 3. Dans ce dernier chapitre, nous décrirons la simulation

ainsi que l’interprétation des résultats et les recommandations appropriées.

3

CHAPITRE 1

GENERALITES SUR LE GSM

Le réseau GSM est le premier réseau de radiotéléphonie cellulaire numérique défini par la

norme européenne ETSI (European Telecommunications Standards Institute). Il est conçu

essentiellement pour la transmission vocale, en mode circuit, que se soit entre les abonnés mobiles

ou entre les abonnés mobiles et les abonnés du réseau téléphonique commuté publique (RTCP).

1.1 – Historique du réseau GSM

L’histoire de la téléphonie mobile (numérique) débute réellement en 1982. En effet, à cette date, le

Groupe Spécial Mobile, appelé GSM, est créé par la Conférence Européenne des administrations

des Postes et Télécommunications (CEPT) afin d’élaborer les normes de communications mobiles

pour l’Europe dans la bande de fréquences de 890 à 915 MHz pour l’émission à partir des stations

mobiles et 935 à 960 MHZ pour l’émission à partir de stations fixes.

Les années 80 voient le développement du numérique tant au niveau de la transmission qu’au

niveau du traitement des signaux grâce à un encodage particulier des signaux préalablement à

l’envoi dans un canal, et l’obtention de débits de transmission raisonnables pour les signaux (par

exemple 9,6 kb/s, pour un signal de parole)[1].

Ainsi, en 1987, le groupe GSM fixe les choix technologiques relatifs à l’usage des

télécommunications mobiles : transmission numérique, multiplexage temporel des canaux radio,

chiffrement des informations ainsi qu’un nouveau codage de la parole. Il faut attendre 1991 pour

que la première communication expérimentale par GSM ait lieu. Au passage, le sigle GSM change

de signification et devient Global System for Mobile communications et les spécifications sont

adaptées pour des systèmes fonctionnant dans la bande des 1800 MHz [2].

Tel quel, le réseau GSM est adéquat pour les communications téléphoniques de parole. En effet, il

s’agit principalement d’un réseau commuté, à l’instar des lignes “fixes” et constitués de circuits,

c’est-à-dire de ressources allouées pour la totalité de la durée de la conversation.

1.2 - La technologie GSM

1.2.1 Le concept cellulaire

Les réseaux de première génération possédaient des cellules de grande taille (50 km de rayon) au

centre desquelles se situait une station de base (antenne d’émission). Au tout début, ce système

4

allouait une bande de fréquences de manière statique à chaque utilisateur qui se trouvait dans la

cellule qu’il en ait besoin ou non. Ce système ne permettait donc de fournir un service qu’à un

nombre d’utilisateurs égal au nombre de bandes de fréquences disponibles. La première

amélioration consista à allouer un canal à un utilisateur uniquement à partir du moment où celui-ci

en avait besoin permettant ainsi d’augmenter " statistiquement " le nombre d’abonnés, étant

entendu que tout le monde ne téléphone pas en même temps. Mais ce système nécessitait toujours

des stations mobiles de puissance d’émission importante (8W) et donc des appareils mobiles de

taille et de poids conséquents. De plus, afin d’éviter les interférences, deux cellules adjacentes ne

peuvent pas utiliser les mêmes fréquences. Cette organisation du réseau utilise donc le spectre

fréquentiel d’une manière sous optimale.[3]

C’est pour résoudre ces différents problèmes qu’est apparu le concept cellulaire.

Le principe de ce système est de diviser le territoire en petites zones, appelées cellules, et de

partager les fréquences radio entre celles-ci. Ainsi, chaque cellule est constituée d’une station de

base à laquelle on associe un certain nombre de canaux de fréquences à bande étroite,

sommairement nommées fréquences. Comme précédemment, ces fréquences ne peuvent pas être

utilisées dans les cellules adjacentes afin d’éviter les interférences. Ainsi, nous définissons des

motifs, aussi appelés clusters, constitués de plusieurs cellules, dans lesquels chaque fréquence est

utilisée une seule fois. La figure 1.01 montre un tel motif, en guise d’exemple [1] [3].

Figure 1.01: Modèle de motifs dans le réseau GSM

La dimension d’une cellule est fonction de la puissance de son émetteur-récepteur.

5

Si un émetteur-récepteur est très puissant, son champ d’action sera très vaste, mais sa bande de

fréquence peut être rapidement saturée par des communications. Par contre, en utilisant des

cellules plus petites (émetteur-récepteur moins puissant), la même bande de fréquence pourra être

réutilisée plus loin, ce qui augmente le nombre de communications possibles [2].

Dans la conception d’un réseau cellulaire, il faut considérer les aspects suivants :

- La topographie (bâtiments, collines, montagnes, etc.).

- La densité de la population (ou de communications) pour établir la dimension de cellule.

- Deux cellules adjacentes ne peuvent utiliser la même bande de fréquence afin d’éviter les

interférences. La distance entre deux cellules ayant la même bande doit être de 2 à 3 fois le

diamètre d’une cellule.

- La taille des cellules peut varier entre 0.5 et 35km et dépend de la densité d’utilisateurs et

de la topographie. Typiquement, le nombre de cellules par bloc est de 4, 7, 12 ou 21. La

forme, la dimension des blocs et le nombre de cellules sont en fonction du nombre de

fréquences (canaux) disponibles [2] [3].

1.2.2 L’architecture d’un réseau GSM

Un réseau GSM compte une (ou plusieurs) stations de base par cellule. La station mobile choisit la

cellule selon la puissance du signal. Une communication en cours peut passer d’une cellule à

l’autre permettant ainsi la mobilité des utilisateurs. Les composantes principales sont:

- Le contrôleur de station de base : BSC - Base Station Controller

- La station de base : BTS - Base Transceiver Station

- Le commutateur de service mobile : MSC - Mobile Switching Center

- L’enregistreur de location nominale : HLR – Home Location Register

- L’enregistreur de location des abonnés visiteurs : VLR – Visitor Location Register

- L’enregistreur d’identité d’équipement : EIR – Equipment Identity Register

- Le centre d’authentification : AUC – AUthentication Center

- le centre d’exploitation et de maintenance : OMC – Operation and Maintenance Center [2]

6

Figure 1.02: Architecture d’un réseau GSM

1.2.2.1 La station mobile (MS)

La station mobile est composée d’une part du terminal mobile, et d’autre part du module d’identité

d’abonné (SIM – Subscriber Indentity Module). Le terminal mobile est l’appareil utilisé par

l’abonné. Différents types de terminaux sont prescrits par la norme en fonction de leur application

(fixé dans une voiture, portatif,etc…) et de leur puissance (de 0.8W à 20W). Chaque terminal

mobile est identifié par un code unique, l’IMEI (International Mobile Equipment Identity). Ce

code est vérifié à chaque utilisation et permet la détection et l’interdiction de terminaux volés.

La SIM est une carte à puce qui contient dans sa mémoire le code IMSI (International Mobile

Subscriber Identity) qui identifie l’abonné de même que les renseignements relatifs à

l’abonnement (services auxquels l’abonné a droit). Cette carte peut être utilisée sur plusieurs

appareils. Il est à noter que l’usager ne connaît pas son IMSI mais il peut protéger sa carte à puce à

l’aide d’un numéro d’identification personnel à 4 chiffres. [1]

1.2.2.2 Le sous-système radio (BSS)

Le sous-système radio comprend 2 entités. La première, appelée station de base (BTS - Base

Transceiver Station), consiste en un ou un ensemble d’émetteurs-récepteurs et leurs antennes.

Généralement, une BTS est associé à une cellule et est située au centre de celle-ci. La

communication entre la station mobile et la station de base est réalisée par l’interface Um, appelée

aussi interface air ou lien radio. La seconde entité est le contrôleur de station de base (BSC – Base

7

Station Controler) dont le rôle est de gérer les ressources radio (configuration des canaux, transfert

intercellulaire) d’une ou plusieurs stations de base, en plus d’établir le lien physique (via

l’interface A) entre les BTS et le commutateur de service mobile (MSC -Mobile Switching

Center) [2].

1.2.2.3 Le sous-système réseau (NSS)

Le rôle principal de ce sous-système est de gérer les communications entre les abonnés et les

autres usagers qui peuvent être d’autres abonnés, des usagers sur le réseau RNIS (Réseau

Numérique à Intégration de Service) ou des usagers du RTCP.

a. Le commutateur de service mobile (MSC - Mobile Switching Center)

Cet élément peut être considéré comme le coeur d’un système cellulaire puisqu’il assure la gestion

des appels et tout ce qui est lié à l’identité des abonnés, à leur enregistrement et à leur localisation.

Le MSC agit comme un nœud d’un réseau commuté.

Le commutateur d’entrée de service mobile (GMSC – Gateway MSC) est l’interface entre le

réseau cellulaire et le réseau téléphonique publique. Le GMSC est chargé d’acheminer les appels

du réseau fixe ou d’autres réseaux à un usager GSM.

b. L’enregistreur de localisation nominale (HLR – Home Location Register)

Il s’agit d’une base de données contenant les informations sur les abonnés appartenant à la région

desservie par le MSC. Cette base de données contient également la position courante de ces

abonnés.

c. L’enregistreur de localisation des abonnés visiteurs (VLR – Visitor Location Register)

Cette base de données contient temporairement des informations sur les abonnés qui visitent une

région desservie par un MSC autre que celui auquel ils sont abonnés. Ces informations

proviennent du HLR auquel l’abonné est enregistré et indiquent les services auxquels l’abonné a

droit. Ce transfert d’informations ne se fait qu’une seule fois et n’est effacé que lorsque l’abonné

ferme son appareil ou quitte la région du MSC courant. En procédant ainsi, le VLR n’a pas à

interroger le HLR chaque fois qu’une communication est demandée par ou pour l’abonné visiteur.

Il est à noter que le VLR est toujours associé à un MSC.

d. Le centre d’authentification (AUC– Authentication Center)

L’AUC est une base de données protégée qui contient une copie de la clé secrète inscrite sur la

SIM de chaque abonné. Cette clé est utilisée pour vérifier l’authentification de l’abonné et pour le

chiffrement des données envoyées.

8

e. L’enregistreur d’identité d’équipement (EIR– Equipement Indentity Register)

Comme nous l’avons vu précédemment, chaque terminal mobile est identifié par un code IMEI.

Le registre EIR contient la liste de tous les terminaux valides. Une consultation de ce registre

permet de refuser l’accès au réseau à un terminal qui a été déclaré perdu ou volé.

1.2.2.4 Le sous-système d’exploitation (OSS - Operating Sub-System)

Il assure la gestion et la supervision du réseau. C'est la fonction dont l'implémentation est laissée

avec le plus de liberté dans la norme GSM. La supervision du réseau intervient à de nombreux

niveaux :

- Détection de pannes.

- Mise en service de sites.

- Modification de paramétrage.

- Réalisation de statistiques.

Il assure aussi la gestion commerciale du réseau (tarification, etc…)

Il est composé principalement du centre d’exploitation et de maintenance (OMC ou Operation and

Maintenance Center)

L’OMC est relié aux différents éléments du sous système réseau de même qu’au contrôleur de

station de base (BSC).

Dans l’OMC (Operation and Maintenance Center), on distingue l'OMC-R (Radio) qui est relié à

toutes les entités du BSS, à travers les BSC, l'OMC-S (System) qui est relié au sous système NSS

à travers les MSC. Enfin l'OMC-M (Maintenance) contrôle l'OMC-R et l'OMC-S [3].

1.2.3 Les interfaces utilisées dans un réseau GSM

Les interfaces jouent un rôle important dans le système GSM. Le tableau 1.01 décrit ces interfaces

en précisant leurs localisations par rapports aux éléments du réseau ainsi que leurs utilisations [3].

9

Tableau 1. 01 : Interfaces du système GSM.

1.3 Les canaux dans le réseau GSM

Les canaux en GSM sont de types physiques et logiques.

1.3.1 Les Canaux physiques

Par le FDMA (Frequency Division Multiple Access), la bande de fréquence est divisée en

plusieurs canaux : 124 canaux de 200KHz chacun pour chaque liaison, montante et descendante.

La liaison montante est réservée à l’émission de la MS (Mobile Station) et la liaison descendante

pour la réception. Le canal duplex est le couple de canaux utilisés par la MS (Mobile Station) lors

d’une communication. Ces deux canaux sont toujours espacés de 45 MHz.[2] .

1.3.2 Les Canaux logiques

Par le TDMA (Time Division Multiple Access), chaque canal physique donc chaque porteuse se

divise en 8 intervalles de temps appelés Time Slots (TS) de 577µs chacune. Pour maximiser le

nombre de communications simultanées supportées par une BTS (Base Transceiver Station), on

alloue à chaque mobile un slot pour communiquer. Il a donc accès à son relais qui est discontinue

dans le temps, mais régulier afin de permettre aux autres mobiles de communiquer sur la même

porteuse.

On appelle canal logique d’indice n la répétition périodique de slot de même indice. [2]

10

Les canaux logiques transportent soit des données d’une communication soit des informations de

signalisation qui s’adresse à la MS ou à la BTS. Ainsi, les deux familles de canaux logiques sont :

− Les canaux de trafic pour le transport de la voix et des données ;

− Les canaux de contrôle pour la gestion des messages dans le réseau et des opérations

d’entretien.

1.3.2.1 Les canaux de trafic TCH (Trafic CHannel)

Ils transportent les données utilisateurs. Dans la structure de multitrame, les canaux de trafic pour

la communication descendante et ascendante sont décalés de 3 TS, ce qui signifie que la station

mobile n’a pas à émettre et à recevoir en même temps.[1]

1.3.2.2 Les canaux de signalisation

Il en existe 4 branches :

a. Les canaux de diffusion :

- BCCH (Broadcast Control CHannel) : utilisé pour la diffusion d’informations en générale

- SCH (Synhcronization CHannel) : utilisé pour la synchronisation des BTS

- FCH (Frequency control CHannel) : utilisé pour le contrôle de fréquence d’une BTS.

b. Les canaux de contrôle communs :

- AGCH (Access Grant CHannel) : utilisé pour l’allocation de ressources

- PCH (Paging Channel) : qui indique un appel d’une MS

- RACH (Random Access CHannel) : utilisé pour signaler les demandes de ressources pour

la BTS

c. Les canaux associés :

- FACCH (Fast Associated Control CHannel) : utilisé pour les signalisations usager-réseau.

Ces canaux remplacent totalement ou en partie le canal de trafic lorsqu’une information de

signalisation urgente doit être transmise.

- SACCH (Slow Associated Control CHannel) : utilisé pour la transmission de mesures

radioélectriques. Ce canal est associé en permanence au TCH

11

d. Les canaux de signalisation dédiés :

Un canal logique dédié est un canal duplex point à point qui transporte les données de

signalisation réservée à un seul mobile. Et dans la même cellule, aucun autre mobile ne peut

transmettre ni recevoir dans le même slot à la même fréquence. Le plus important est le SDCCH.

- SDCCH (Stand-alone Dedicated Control CHannel) : surtout utilisé pour la mise à jour de

la localisation, et pour l’enregistrement et la génération d’appels mobiles.

Les canaux sont définis par leur fréquence ainsi que par le numéro et la position de la trame

correspondante à l’intérieur d’une trame TDMA.

1.4 Conclusion

Après une brève historique du réseau GSM, on a passé en revue la technologie GSM pour

terminer par la description des canaux logiques. Nous allons passer au chapitre suivant qui

concerne la notion de Qualité de Service et de la Performance d’un réseau GSM.

12

CHAPITRE 2

LA QUALITE DE SERVICE ET LA PERFORMANCE D’UN RESEA U GSM

La nécessité d’améliorer le service rendu au niveau des réseaux mobiles s’est largement

manifestée, dans le secteur privé comme dans le secteur public. La notion de qualité de service

(QoS : Quality Of Service) est un indicateur qui nous est de plus en plus familier, mais qui la

plupart du temps reste flou dans les esprits car le terme service recouvre des réalités variées. [3]

2.1 Notion de Qualité de Service (QoS) et de Performance du réseau (NP – Network

Performance)

Ce terme a une signification spécifique dans le monde des télécommunications. Il se rapporte à la

rentabilité et à la fiabilité d’un réseau et de ses services. Le domaine actuel de la QoS est

extrêmement vaste puisque les opérateurs et les fournisseurs de service utilisent des technologies

différentes et s’adressent à une clientèle très variée [4].

Pour limiter ce domaine et pour faciliter la compréhension et la mise en place d’une approche

simple concernant la QoS, nous nous appuyons sur les principes suivants :

- La qualité de service ne concerne que l’ensemble des propriétés, des caractéristiques et des

paramètres qui peuvent être choisis, mesurés et comparés à des valeurs limites.

- L’évaluation de la qualité de service peut être réduite à quelques caractéristiques essentielles de

qualité. Il n’est pas nécessaire de définir et mesurer chaque propriété des dispositifs du service.

- Il est important de définir un ensemble commun d’outils pour fournir des résultats comparables

non seulement pour faire face à la concurrence, mais aussi pour fidéliser les utilisateurs finaux [3].

La Qualité de Service (QoS – Quality of Service) d’un réseau est définie dans la

Recommandation E.800 de l’Union Internationale des Télécommunications - Télécommunication

(UIT-T) comme l’effet global produit par la qualité de fonctionnement de ses services qui

détermine le degré de satisfaction de l’utilisateur de services. [5]. Elle doit être distinguée de la

Performance du Réseau (NP – Network Performance), qui, toujours selon E.800, est l’aptitude

d'un réseau ou d'un élément du réseau à assurer les fonctions liées aux communications entre

usagers. Du point de vue des opérateurs, la qualité technique du réseau c’est-à-dire la performance

du réseau (NP – Network Performance) est un concept qui traduit la manière dont les

13

caractéristiques du réseau sont établies, mesurées et contrôlées pour atteindre un niveau

satisfaisant de QoS [6].

Figure 2.01 : Relation entre la QoS et la qualité technique du réseau

Cependant, dans d’autres documents de l’UIT-T et d’autres organisations, le terme « Qualité de

service » se limite à la qualité déterminée par la NP [7]. L’ETSI, par exemple, définit les

«Mesures de la Qualité de Service » comme les mesures de performance d’un système de

Télécommunications. [8]

2.2 Critères d’évaluation de la NP et de la QoS :

L’objectif principal de l’évaluation de la NP et de la QoS en GSM se résume à satisfaire les

utilisateurs en leur offrant la meilleure QoS possible tout en maintenant une balance Qualité-Coût

équilibrée. Pour pouvoir atteindre la meilleure performance possible, il faut contrôler, surveiller et

optimiser la performance du réseau en permanence.

Les critères qui rentrent dans l'estimation de la qualité d'un réseau peuvent globalement être

classés en deux grandes catégories selon le point de vue adopté : opérateur ou utilisateur.

Ces critères sont directement en rapport avec les attentes des abonnés et affectent profondément

leur degré de satisfaction [1]. Dans le réseau GSM, ces attentes sont principalement liées à :

• La disponibilité du réseau (probabilité d'obtention d'un nouvel appel),

• Au maintien des communications (la probabilité de coupure d'une communication),

• Une bonne qualité de la communication (puissance du signal, brouillage…).

Du côté utilisateur, les critères les plus courants pour lesquels un abonné GSM peut juger la QoS

sont :

14

- Couverture du réseau (puissance du signal reçu en tout point de la couverture),

- Etablissement d’appel (taux de congestion du réseau ou taux de blocage),

- Qualité des communications ou qualité vocale (taux d’erreurs binaires, microcoupures et

interférence),

- Interruption de communications ou coupure d’appel (perte totale de communication en

cours, taux de coupure).

Du point de vue opérateur, il cherche à minimiser ses coûts tout en garantissant une bonne qualité

de services QoS qui est évaluée par les moyens déclarés dans le tableau 2.01.

Tableau 2.01 : Les principaux indicateurs de qualité de service en GSM

2.3 Mécanismes de supervision de la QoS et de la NP :

La supervision de la QoS et de la NP actuelle combine trois mécanismes [1] [9] [10]:

- Plaintes des abonnés,

- Mesures terrains : mesures Drive Tests, et analyse des fichiers Trace de signalisation sur

les interfaces A /Abis,

- Analyse des Indicateurs clés de performance KPI (Key Performance Indicators) via

l’OMC-R.

15

Figure 2 .02: Les mécanismes d’analyse de la NP

2.3.1 Les plaintes des abonnés

Les plaintes des abonnés informent sur le niveau de performance du réseau directement perçu par

les utilisateurs. Cependant, elles sont assez subjectives, vagues, et souvent trop tardives pour que

l’opérateur puisse réagir.

2.3.2 Les mesures terrains :

Pour les mesures terrains, on mesure la QoS grâce à des sorties terrains et des simulations en

différents scénarios possibles dans lesquels on teste l’établissement de l’appel (absence d’échec),

le maintien de la communication pendant un certain temps seuil (absence de coupure) et la qualité

de la communication, etc…, tout en tenant compte de la mobilité de l’usager. Le rapport de

mesure ainsi obtenu reflète de façon objective la Drive Test qualité de service des prestations des

opérateurs. Elles constituent pour cela le meilleur moyen de vérifier les performances du réseau et

de les ajuster aux attentes des abonnés, car elles décrivent l’état de la qualité des ressources radio

du réseau telle qu’elle est perçue par les abonnés, ainsi que la qualité auditive de la

communication [1].

Pour réaliser ces mesures, un comité se déplace, dans une voiture, muni d’une chaîne de mesure

numérique de type drive test qui comporte essentiellement :

- Un mobile (s) à trace

Un mobile à trace dit aussi mobile de test est équipé d’un logiciel spécial et est utilisé pour les

mesures radio (mesures numériques). A l'aide de l'Hyper Terminal et d'un câble série, il est

possible de taper des commandes qui permettent d'éteindre le mobile ou encore d'appeler

16

quelqu'un, mais sa véritable utilité réside dans le fait qu’il peut calculer tous les paramètres radios

(niveau du signal, la qualité du signal…etc.) et les communiquer au PC suites à la réception de

commandes (commandes AT) sur son modem. En général, un mobile à trace permet de faire tous

les scénarios possibles pour chaque région mesurée.

- Un équipement GPS (Global Positioning System)

Pour la localisation exacte de la position géographique de chaque point de mesure. Il est

indispensable pour repérer les points de l’environnement où il y a des problèmes radios.

- Un ordinateur portable doté d’un outil (software) spécial

Permettant l’acquisition, le traitement et l’enregistrement des mesures récupérées du mobile à

trace (paramètres radios) et du récepteur GPS (coordonnées géographiques) dans des fichiers

spéciaux. En visualisant sur l’écran de l’ordinateur les différentes mesures réalisées, il permet à

l’ingénieur de constater l’état du réseau sur place.

Les mesures terrains sont souvent utilisées pour référence, pour vérifier la véracité des plaintes des

utilisateurs et les problèmes et/ou les solutions identifiées par l’analyse statistique des indicateurs

KPI. Cependant, elles nécessitent de terminaux spécifiques. De plus, elles n’assurent pas une

supervision permanente de la NP et de la QoS du réseau.

2.3.3 L’Analyse des Indicateurs clés de performance KPI (Key Performance Indicators) via

l’OMC-R

L’Analyse des Indicateurs clés de performance KPI consiste à faire l’analyse statistique des

données enregistrées dans les compteurs OMC qui sont implémentés dans les différents éléments

du réseau. Les données enregistrées dans ces compteurs sont accessibles au sous-système

d’exploitation (OSS – Operating Sub-System). Ceci permet la supervision presque à temps réel de

la NP. Les compteurs étant situés dans les différents éléments du réseau, on peut faire une analyse

de région spécifique, d’une partie du réseau ou le réseau tout entier [9]. En ces termes, l’analyse

statistique des KPI se trouve être le meilleur moyen de supervision de la QoS d’un réseau GSM.

Cette analyse requiert cependant de l’ingénieur une bonne connaissance du réseau, une

compétence analytique, et beaucoup d’expériences en termes de NP. En outre, quelquefois, elle

identifie les problèmes et non les causes ou les solutions [7] [9][10].

Néanmoins, l’exploitation de l’analyse statistique des KPI peut améliorer la QoS de façon

significative. D’autres parts, c’est un processus automatisable.

Dans les chapitres qui suivront, on va s’intéresser à ce mécanisme

17

2.4 Conclusion

Dans ce chapitre, on a défini la notion de Qualité de Service et de Performance d’un réseau GSM.

Ensuite, on a détaillé les critères d’évaluation de la performance et de la Qualité de Service. Enfin,

on a décrit les différents mécanismes de supervision de la QoS et de la NP. Ainsi, on passe au

chapitre suivant qui détaille l’un de ces mécanismes, qui est l’analyse des indicateurs clés de

performance (KPI).

18

CHAPITRE 3

GESTION DE LA QoS DU RESEAU PAR L’ANALYSE DES INDI CATEURS CLES DE

PERFORMANCE (KPI)

Dans ce chapitre, nous allons nous focaliser sur l’un des mécanismes de gestion de la

qualité se service d’un réseau. Le but de toute activité de la Gestion de la Performance est de

rassembler des données qui peuvent être utilisées pour vérifier la configuration physique et

logique du réseau et localiser des problèmes potentiels le plus tôt possible.

3.1 L'organisation des données statistiques à analyser

Les données concernant la performance du réseau sont rassemblées dans les éléments du réseau

(équipements du réseau qui peuvent contenir des compteurs OMC-R) et habituellement envoyées

dans une base de données statistique. Cette base de données est subdivisée en « types d'objet » qui

correspondent aux différents équipements ou blocs du système. Chaque « type d’objet » contient

plusieurs compteurs d’évènements [11].

A la fin de chaque période granulaire les éléments du réseau téléchargent les données enregistrées

dans les différents compteurs vers la base de données statistiques de l’OMC-R. Ces données sont

encore de données brutes, ou « Raw data » [10].

Des spécifications plus détaillées concernant les méthodes de collecte, de stockage, de transfert

des données de mesures et le format des fichiers des données sont décrites dans les spécifications

techniques du 3GPP TS 32.401 et TS 32.404.

3.1.1 Période granulaire

La période granulaire est définie par le TS 52.402 du 3GPP comme le laps de temps qui s’écoule

entre deux commencements consécutifs de collecte de données. En effet, à la fin de chaque

période granulaire, les différents compteurs envoient les données enregistrées à la base de données

de l’OMC-R. Les valeurs normalisées de cette période sont de 5 minutes, 15 minutes, 30 minutes

ou 1 heure. La période granulaire minimum est de 5 minutes dans la plupart des cas, mais pour

quelques mesures, elle peut être juste le temps de nécessaire pour rassembler des données utiles.

La période granulaire sera synchronisée sur une heure pleine [11].

19

3.1.2 Période d’observation :

Il est important de définir les délais d’observation pendant lesquels les données seront assemblées

et développées puis analysées, c'est-à-dire que les données enregistrées à la fin de chaque période

granulaire ne sont analysées qu’à la fin de la période d’observation. Les périodes d’observation

sont donc des multiples de la période granulaire, synchronisées à des heures pleines. On peut

choisir parmi les périodes d’observation suivantes:

• Les heures: Les statistiques de toutes les heures donnent une image détaillée de

performance du réseau. Elles sont utiles pour identifier les tendances du réseau et

résoudre les problèmes temporaires.

• L’Heure de pointe (PH - Peak Hour): Les statistiques à cette heure sont les plus

significatives parce qu'elles correspondent au moment où le réseau est le plus chargé,

donc c’est le cas le plus défavorable qui sera étudié. Dans le chapitre suivant, c’est

cette période d’observation qui sera choisie.

• Les Jours: Les statistiques journalières sont utiles pour évaluer les variations des

mesures pendant une journée. Elles sont bonnes pour faire l’objet de référence.

• Online: Les statistiques « online » permettent la surveillance presque à temps réel du

réseau. Les statistiques peuvent être obtenues directement aux nœuds du réseau où les

compteurs fournissent les données à chaque fin de période granulaire. [11]

3.1.3 Niveaux d’observation :

L'analyse statistique du réseau peut être faite à différents niveaux :

- Le réseau entier: permet d’avoir une vue globale de la performance du réseau.

- Par région géographique: permet l’analyse de toutes les cellules qui appartiennent à une

région géographique donnée.

- Par ville: permet l’analyse de toutes les cellules appartenant à une ville.

- Par BSC: permet l’analyse de toutes les cellules qui appartiennent à un BSC.

- Par Cellule: permet l’analyse de performance de chaque Cellule [10].

20

3.1.4 Les compteurs OMC-R

Ces compteurs sont gérés par l’OMC-R : activation, stockage, reporting etc…

Ils sont déclenchés par des évènements. Un évènement décrémente ou incrémente la valeur d’un

compteur. En effet, c’est par le comptage de message « pertinents » que les compteurs OMC sur

les interfaces A/Abis que ces compteurs font leurs mises à jour [3].

Dans le but de superviser la NP, les constructeurs de BSS ont implémenté des logiciels ou des

applications spécifiques appelés « Performance Management » qui sont intégrés avec l’OMC-R et

traduisent les données brutes des compteurs OMC-R en informations lisibles et facile à

comprendre [12] [13].

Chaque constructeur a ces propres compteurs et son propre « Performance Management » ce qui

rend difficile la comparaison entre équipements provenant de différents constructeurs.

3 1.5 Les indicateurs clés de performance (KPI – Key Performance Indicator)

Généralement, les indicateurs clés de performance KPI (Key Performance Indicator) sont des

indicateurs mesurables d'aide décisionnelle dont le but est de représenter un aperçu d'évolution des

facteurs clés de succès des processus de l'entreprise afin d'évaluer sa performance globale en

fonction des objectifs à atteindre [14].

Pour les réseaux PLMN (Public Land Mobile Network), les KPIs peuvent être considérer comme

un outil de mesure de la performance. Les opérations de maintenance journalière et les

planifications d’un réseau PLMN exigent des données sur quoi baser des décisions [1]. Mais les

données enregistrées par les compteurs OMC-R sont sous forme de données brutes qui ne

représentent aucunes informations utiles avant qu’elles ne soient interprétées en utilisant des

formules KPI. Un KPI peut être calculée à partir d’un ou plusieurs compteurs [9] [10].

Il est plus facile de comprendre ce qu'un KPI représente plutôt que ce que représentent les

compteurs avec lesquels le KPI est calculé. En revanche, quelques informations sont toujours

perdues parce qu’une valeur de KPI contient les informations de plusieurs compteurs [4].

Les KPI les plus souvent considérés par les constructeurs et supervisés en permanence par les

opérateurs sont le trafic, le Call Setup Success Rate (CSSR) ou taux de succès d’établissement

d’appels, le Handover Success Rate (HDOSR), le Call Drop Rate (CDR) ou taux de coupure

21

d’appels, le SDCCH Blocking Rate (SDCCH BR), le TCH Blocking Rate (TCH BR).Ce sont les

KPI qui ont le plus d’impact sur la QoS offerte aux utilisateurs [13] [16].

En effet, la supervision permanente de ces KPI permet d’améliorer efficacement la QoS du réseau.

Le trafic est choisi pour voir l’augmentation des demandes de services et contribue à l’estimation

de la congestion.

Le CSSR et le HDOSR permettent d’évaluer l’impact de la congestion pendant les deux plus

grandes procédures de tentatives des appels, en regardant du point de vue de l‘utilisateur.

Le CDR permet d’évaluer le taux de maintien des communications.

Finalement, le SDCCH BR et TCH BR permettent de comprendre où exactement les congestions

apparaissent en termes de canaux logiques, c’est-à-dire lequel de ces canaux respectifs est le plus

atteint par la congestion [10].

3.2 L’analyse des KPI de la Co-OP relatifs aux BSS d’un réseau GSM

Dans un réseau où le matériel provient de différents constructeurs, c'est important de savoir que

les données du résultat de la mesure ont produit par matériel d'un fournisseur est équivalent aux

données du résultat de la mesure qui sont produites par le matériel équivalent d'un autre

fournisseur. C'est particulièrement important quand analyser les données à travers le réseau entier.

Jusqu’à présent, les KPI n’ont pas encore fait l’objet de standardisation à travers les constructeurs

d’équipement. C’est pourquoi c’est encore très difficile pour les Opérateurs utilisant des

équipements de constructeurs différents de pouvoir calculer facilement les principaux KPI.

Typiquement, les opérateurs et les constructeurs ont combiné de façon subjective quelques-uns

des indicateurs clés pour calculer les KPI. Les principaux KPIs tels que le taux de succès des

Handovers (HDO SR – Handovers Success Rate), le taux de coupure d’appels (CDR – Call Drop

Rate), le taux de succès d’établissements d’appels (CSSR – Call Setup Success Rate), et le trafic

doivent être continuellement contrôlés et surveillés pour pouvoir optimiser la performance du

réseau.

Les mesures de performance utilisées pour calculer les KPI sont rassemblées par des compteurs

partout dans le réseau et l’organisme de standardisation 3GPP a défini des centaines de compteurs

22

standardisés dans les spécifications 52.402 et 32.410. La liste de ces compteurs est fournie en

annexe.

Le rapport technique 32.814 version 7.0.0 du 3GPP en Mars 2007, détaille un projet qui a pour but

de créer des KPI pour les BSS d’un réseau GSM en utilisant les compteurs standardisés dans les

spécifications 52.402 et 32.410 du 3GPP. Ce projet est le fruit de la coopération de 8 grands

constructeurs à travers le monde : Alcatel-Lucent, Ericsson, Huawei, Motorola, NEC, Nokia

Siemens Networks, Nortel, Samsung. Ces constructeurs se sont regroupés sous le nom de CO-OP

(Cooperative OSS Project) [15]

Ainsi, les calculs des KPI qui suivent ne seront pas soumis au problème d’hétérogénéité des

équipements (énoncé plus haut) si les équipements du réseau proviennent de ces 8 constructeurs.

3.2.1 Définitions des compteurs OMC-R :

Dans cette section, nous n’allons pas définir tous les compteurs standardisés par le 3GPP, mais

juste ceux nécessaires aux calculs des Co-OP KPI pour les BSS d’un réseau GSM [15]

3.2.1.1 Notation :

Pour ce qui suit, on adopte les notations suivantes pour décrire les différents compteurs.

� Description:

- Une explication courte de la mesure.

� Méthode de collection:

- La forme dans laquelle ces données sont obtenues:

- Compteur Cumulatif (CC);

- Jauge (variable dynamique), utilisée quand les données mesurées peuvent augmenter

ou diminuer pendant la période granulaire;

- Enregistrement d’évènement discret (DER - Descret Event Registration), quand les

données en rapport avec un événement particulier sont capturées et seul le n-ième

événement est enregistré, où n peut être 1 ou plus;

- Inspection d’état (SI - Status Inspection).

23

� Condition:

- La condition GSM pour que les compteurs soient mises à jours. Si ce n'est pas possible de

donner une condition GSM précise, alors ce sont les circonstances qui mènent aux mises

à jour qui sont mentionnées.

(Tous les éléments du réseau se communiquent par le biais des signalisations. Ce sont les

messages qu’ils s’envoient qui renseignent sur l’opération effectuée à un moment

donné.)

� Nom abrégé:

- Le Nom abrégé du compteur pour pouvoir faciliter son identification.

� Résultat de la mesure (valeur mesurée, Unité):

- Une description courte de la valeur enregistrée par le compteur (par exemple. un nombre

entier).

3.2.1.2 Compteurs relatifs aux BSC

a. Tentatives de procédures d’assignation immédiate par BSC (Attempted IMMEDIATE

ASSIGNMENT Procedures, per BSC)

� Définition 3.01 : Ce compteur fournit le nombre de tentatives d’assignation de canal

SDCCH par BSC.

� Méthode de collection : Compteur cumulatif

� Condition : Réception de message de "demande de canal".

Les causes de la demande de connexion sont: "APPEL d'URGENCE", "DEMANDE DE

RECONNEXION d'APPEL", "RÉPONSE A UNE DEMANDE DE CONNEXION", ‘’et

de "AUTRES PROCÉDURES".

� Nom abrégé : attImmediateAssingProcsPerBSC.

� Résultats de la mesure : Un nombre entier.

24

b. Nombre de procédures d’assignation immédiate réussies avec succès par BSC (Successful

IMMEDIATE ASSIGNMENT Procedures, per BSC)

� Définition 3.02: Ce compteur fournit le nombre de procédures d’assignation réussies par

BSC.

� Méthode de collection : Compteur cumulatif

� Condition : Transmission de « Commande d’établissement de connexion immédiat. »

� Nom abrégé : succImmediateAssingProcsPerBSC

� Résultats de la mesure : Un nombre entier.

c. Nombre d’Handovers internes réussis par BSC (Successful Internal Handovers per BSC)

� Définition 3.03:

Ce compteur fournit le nombre de Handovers effectués avec succès par chaque BSC, les

Handovers intra-cellules comme les Handovers inter-cellules.

� Méthode de collection : Compteur cumulatif.

� Condition : la transmission du message "HANDOVER EXECUTE" au MSC

� Nom abrégé : succInternalHDOsPerBSC

� Résultat de la mesure : Un nombre entier.

d. Nombre d’Handovers internes échoués avec reconnexion aux anciens canaux, par BSC

(Unsuccessful Internal Handovers with reconnection to old channels, per BSC)

� Définition 3.04

Ce compteur fournit le nombre de Handovers qui ont échoué, pour chaque BSC (avec

reconnexion aux canaux originaux).


� Condition : Réception du message "ÉCHEC de l’HANDOVER" pour l'handover tenté.

� Nom abrégé : unsuccInternalHDOsWithReconnectionPerBSC.


25

e. Echecs d’Handovers internes avec pertes de connexion, par BSC (Unsuccessful Internal

Handovers with loss of connection, per BSC)

� Définition 3.05

Ce compteur fournit le nombre de Handovers qui ont échoué, pour chaque BSC (avec perte

de connexion).


� Condition : Expiration d'horloge d’Handovers inter-cellules et Expiration d'horloge

d’Handovers Intra-cellules.

� Nom abrégé : unsuccInternalHDOsWithLossOfConnectionPerBSC


3.2.1.3 Les compteurs relatifs à la cellule

a. Nombre de succès des procédures d’assignation immédiate (Successful IMMEDIATE

ASSIGNMENT Procedures)

� Définition 3.06 :

Cette mesure fournit le nombre de procédures d’établissements de connexion qui ont

réussi.


� Condition : Transmission de "Commande d’établissement de connexion immédiat."

� Nom abrégé : succImmediateAssingProcs.


b. Nombre moyen de Time Slots occupés par le circuit de trafic (Mean number of busy Time

Slots Occupied by Circuit Traffic)


Ce compteur fournit le nombre moyen arithmétique de « Time Slots » qui sont

simultanément utilisés pour le trafic (TCHs).

� Méthode de collection : Inspection d’états.

� Condition : Cette valeur est obtenue en échantillonnant, à une période prédéfinie par le

système, le nombre de Time Slots qui sont chargés par le trafic (TCHs) et enregistre la

moyenne arithmétique.

� Nom abrégé : meanNbrOfBusyTCHs.

26

� Résultat de la mesure : Une valeur réelle.

c. Tentatives d’allocation de Time Slots, précédemment TCHs (Attempted Time Slots seizures,

previously TCH)


Ce compteur fournit le nombre de tentatives d'allocation de « Time Slot ».


� Condition : Transmission de message "Commande d’établissement de connexion" à une

Station Mobile.

� Nom abrégé : attTCHSeizures.


d. Succès d’allocation de TCH (Successful TCH seizures)


Ce compteur fournit le nombre de TCH alloués avec succès.

� Méthode de collection : Compteur Cumulatif.

� Condition : Réception d’un message "Connexion Etablie" venant d’une station mobile

� Nom abrégé : succTCHSeizures.


e. Tentatives d’allocation de TCH qui rencontre un blocage de TCH (Attempted TCH Seizures

meeting a TCH blocked state)


Ce compteur fournit le nombre de tentatives d’allocation de TCH échouées en raison de

l’occupation des ressources TCH.


� Condition : Réception du message "Setup" de la MS quand tous les TCH sont occupés.

� Nom abrégé : attTCHSeizuresMeetingTCHBlockedState.


27

f. Nombre de pertes de connexions radio en utilisant un TCH (Number of lost Radio links

while using a TCH)


Ce compteur fournit le nombre d'appels coupés dû à une défaillance Radiofréquence sur le

lien radio.


� Condition : Une coupure locale due à une "défaillance de lien radio" constatée par le BTS

en utilisant un TCH.

� Nom abrégé : nbrOfLostRadioLinksTCH.


g. Tentatives d’allocation de SDCCH ayant rencontré un blocage de SDCCH (Attempted

SDCCH Seizures meeting an SDCCH blocked state)


Ce compteur fournit le nombre de tentatives d’allocation de SDCCH échouées en raison de

non disponibilité des ressources SDCCH.


� Condition : Réception du message "DEMANDE de CANAL" provenant des MS envoyés

sur le canal RACH quand tout les canaux SDCCH sont occupés.

� Nom abrégé : attSDCCHSeizuresMeetingSDCCHBlockedState.


h. Nombre d’Handovers intracellulaire réalisés avec succès (Successful Internal Handovers,

intra-CELL)


Ce compteur fournit le nombre de fois qu'un appel a été transféré, avec succès, d’un canal

occupé de la cellule à un autre canal libre de la même cellule.


� Condition : La transmission du message "HANDOVER EXECUTE" au MSC

� Nom abrégé : succInternalHDOsIntraCell


28

i. Nombre d’Handovers intracellulaires échoués (Unsuccessful Internal Handovers, intra-

CELL)


Ce compteur fournit le nombre de Handovers intra-cellules échoués, c’est-à-dire une

tentative a été faite pour transférer un appel du canal occupé de la cellule à un autre canal

libre de la même cellule.


� Condition : Réception du message "ÉCHEC de l’ASSIGNATION" pour l'Handover tenté.

� Nom abrégé : unsuccInternalHDOsIntraCell.


j. Nombre d’Handovers entrant inter-cellulaire réussis (Successful incoming Internal inter

CELL Handovers)


Ce compteur fournit le nombre de Handovers inter-cellules entrant réussis, c’est-à-dire des

cellules adjacentes à la cellule observée, les cellules étant toutes commandées par le même

BSC.


� Condition : La transmission du message "HANDOVER EXECUTE" au MSC

� Nom abrégé : succIncomingInternalInterCellHDOs.


k. Tentatives d’Handovers inter-cellulaire sortant (Attempted outgoing Internal inter CELL

Handovers)


Ce compteur fournit le nombre de tentatives de Handovers sortant, c’est-à-dire de la cellule

observée aux cellules adjacentes commandées par le même BSC.


� Condition : Transmission du message "commande d’Handover".

� Nom abrégé : attOutgoingInternalInterCellHDOs


29

l. Nombre d’Handovers sortant inter-cellulaire réussis (Successful outgoing Internal inter

CELL Handovers)


Ce compteur fournit le nombre de Handovers sortant réussis, c’est-à-dire de la cellule

observée aux cellules adjacentes commandées par le même BSC.


� Condition : La transmission d'un message "l’HANDOVER a été EXECUTE" au MSC

� Nom abrégé : succOutgoingInternalInterCellHDOs.


m. Nombre d’Handovers internes échoués avec reconnexion aux anciens canaux

(Unsuccessful Internal Handovers with reconnection to old channels)


Ce compteur fournit le nombre de Handovers échoués (avec reconnexion aux canaux

originaux), pour la cellule observée.


� Condition : Réception du message "ÉCHEC de l’HANDOVER" pour l'handover tenté.

� Nom abrégé : unsuccHDOsWithReconnection.


n. Nombre d’Handovers internes échoués avec perte de connexion (Unsuccessful Internal

Handovers with loss of connection)


Ce compteur fournit le nombre d’Handovers échoués avec perte de connexion, pour la

cellule observée.


� Condition : Expiration d'horloge d’Handovers inter-cellule et Expiration d'horloge

d’Handovers intra- cellule.

� Nom abrégé : unsuccHDOsWithLossOfConnection.


30

3.2.2 Définitions des Indicateurs Clés de Performance des GSM Co – OP KPI relatifs aux BSS

3.2.2.1 Notations :

Pour ce qui suit, on adopte les notations suivantes pour décrire les différents KPI de ce

paragraphe.

a. Abréviation

b. Description:

-Une explication courte de la mesure.

c. Formule:

d. Compteurs:

-La condition GSM pour que les données soient mises à jours. Si ce n'est pas

possible de donner une condition GSM précise, alors ce sont les circonstances qui

mènent aux mises à jour sont mentionnées.

(Tous les éléments du réseau se communiquent par le biais des signalisations. Ce

sont les messages qu’ils s’envoient qui renseignent sur l’opération effectuée à un

moment donné.)

e. Elément du réseau concerné:

-L’élément du réseau sur lequel les mesures sont efféctuées.

f. Unité:

-Unité de la valeur du KPI calculée.

g. Type:

Le type de KPIs auquel il appartient. Il existe en existe 3 types:

-Type PROPORTION : Ce type de KPI renvoie un pourcentage d’un cas spécifique

d'un événement par rapport à tous les cas.

-Type MOYENNE : Ce type de KPI renvoie une valeur moyenne des mesures

basées sur plusieurs échantillons.

31

-Type CUMULATIF : Ce type de KPI renvoie une mesure cumulative qui

augmente toujours.

h. Seuil :

- Valeur seuil du KPI spécifié par l’ETSI

3.2.2.2 Définitions des KPI relatifs aux BSS spécifiés par la Co-OP

Le paragraphe suivant donne une définition de chaque KPI associée à une formule qui indique

comment le KPI est calculé à partir d’indicateurs fournis par les compteurs énoncés

précédemment [13]

a. Volume d’appels (Call Volume)

Définition 3.20 :

Cette formule calcule le nombre d’appels assignés avec succès d’un TCH.

• Formule

( )ingRateSDCCHBlockzuressuccTCHSeiCallVolume −×= 1 (3.01)

• Compteurs :

1) succTCHSeizures

2) SDCCHBlockingRate (voir la définition plus loin)

• Eléments concernés : CELLULE

• Unité : Appels

• Type : cumulatif

• Seuil : Pas de limite

b. Taux de succès d’appels (Call Setup Rate)

• Abréviation : CSR

32

Définition 3.21 :

D’une manière générale, du point de vue de l’abonné, symbolise la qualité du réseau. Il représente

le pourcentage d’appels terminés avec succès c’est-à-dire connectés avec succès et n’ont pas subi

de perte de liens Radio avant que l’utilisateur ou son interlocuteur ait raccroché.

• Formule

−×=100

1teCallDropRa

uccessRateCallSetupSsRateCallSucces (3.O2)

• Compteurs :

1) CallSetupSuccessRate (voir la définition plus loin)

2) CallDropRate (voir la définition plus loin).


• Unité : Pour cent

• Type : PROPORTION

• Seuil :> 94 %

c. Taux de coupure d’appels (Call Drop Rate) (Au niveau de la cellule)

• Abréviation : CDR

Définition 3.22 :

Cette formule calcule le pourcentage de station mobile qui, alloués d’un TCH, sont ensuite coupés

brusquement, à cause de la perte de liens Radio. Il comprend les pertes de liens Radio durant les

Handovers plus les pertes RF sur le TCH.

33

• Formule

++

++

+

=

DOsInterCellHngInternalsuccIncomi

aCellalHDOsIntrsuccInternzuressuccTCHSei

ConnectionWithLossOfunsuccHDOs

connectionWithunsuccHDOs

traCellrnalHDOsInunsuccInte

CHadioLinksTnbrOfLostR

teCellCallDropRa

Re

(3.O3)

• Compteurs :

a) nbrOfLostRadioLinksTCH

b) unsuccInternalHDOsIntraCell

c) unsuccHDOsWithReconnection

d) unsuccHDOsWithLossOfConnection

e) saisies du succTCH

f) succInternalHDOsIntraCell

g) succIncomingInternalInterCellHDOs




• Seuil :< 3 %

d. Taux de succès d’Handovers (Handover Success Rate) (BSC et Cellule)

• Abréviation : HDO SR

34

Définition 3.23 :

Ce KPI représente le pourcentage d’Handovers qui ont été entrepris avec succès de la cellule

source (la cellule concernée par la mesure) aux cellules de destination.

• Formules

()

×++

=

%100Re

rBSCnnectionPethLossOfCornalHDOsWiunsuccInte

PerBSCconnectionthrnalHDOsWiunsuccInteSCalHDOsPerBsuccIntern

SCalHDOsPerBsuccIntern

scccessRateBHandoverSu

(3.O4)

=

OsnterCellHDgInternalIattOutgoin

DOsInterCellHngInternalsuccOutgoiellccessRateCHandoverSu (3.O5)

• Compteurs :

BSC Handover Success Rate :

1) succInternalHDOsPerBSC

2) unsuccInternalHDOsWithReconnectionPerBSC

3) unsuccInternalHDOsWithLossOfConnectionPerBSC

Handover Success Rate (au niveau de la cellule)

1) succOutgoingInternalInterCellHDOs

2) attOutgoingInternalInterCellHDOs

• Eléments concernés : BSC, CELLULE,



35

• Seuil :> 85 %

e. Taux de succès d’établissement d’appels (Call Setup Success Rate)

• Abréviation : CSSR

Définition 3.24 :

Cette formule calcule le pourcentage de mobiles qui sont connectés avec succès à un TCH.

• Formule

uresattTCHSeiz

zuressuccTCHSeiuccessRateCallSetupS = (3.06)

• Compteurs :

1) succTCHSeizures :

2) attTCHseizures




• Seuil :> 97 %

f. Taux de succès de procédures d’assignation (Assignment Procedure Success Rate)

Définition 3.25 :

Cette formule calcule le pourcentage de station mobile qui accèdent aux ressources, et ayant

correctement accédé à un SDCCH.

• Formule

ocsPerBSCteAssingPrattImmedia

SCalHDOsPerBsuccIntern

rocsPerBSCateAssingPsuccImmedi

SuccRateAssignProc

+

= (3.O7)

36

• Compteurs :

1) succImmediateAssingProcsPerBSC

2) succInternalHDOsPerBSC

3) attImmediateAssingProcsPerBSC

• Eléments concernés : BSC



• Seuil :> 98 %

g. Taux de blocage des canaux SDCCH (SDCCH Blocking Rate)

• Abréviation : SDCCH BR

Définition 3.26 :

Cette formule calcule le pourcentage de demandes non satisfaites de SDCCH dues à l’occupation

de tous les SDCCH.

• Formule

rocsateAssingPsuccImmedi

ockedStateingSDCCHBlizuresMeetattSDCCHSeingRateSDCCHBlock = (3.O8)

• Compteurs :

1) attSDCCHSeizuresMeetingSDCCHBlockedState

2) succImmediateAssingProcs




• Seuil :< 0.5 %

37

h. Taux de blocage des canaux TCH (TCH Blocking Rate)

• Abréviation : TCH BR

Définition 3.27 :

Cette formule calcule le pourcentage de toutes les demandes d’allocation de TCH (tentatives d'appel et handover entrant) qui ont échoué parce qu’aucun TCH n’est disponible.

• Formule

uresattTCHSeiz

dStategTCHBlockeuresMeetinattTCHSeizgRateTCHBlockin = (3.O9)

• Compteurs :

1) attTCHSeizuresMeetingTCHBlockedState

2) succTCHSeizures




• Seuil :< 5 %

i. Le nombre de canaux TCH porteurs de trafic (TCH Traffic Carried)

Définition 3.27 :

Ce KPI fournit le nombre moyen arithmétique de Time Slots qui sont simultanément occupés par

le trafic (TCHs)

• Formule

usyTCHsmeanNbrOfBCarriedTCHTraffic = (3.10)

• Compteurs :

1) meanNbrOfBusyTCHs


• Unité : TCHs

38

• Type : MOYENNE

• Seuil : Pas de limite

3.3 Conclusion

Dans ce chapitre, on a détaillé le mécanisme de gestion de la QoS et de la NP par l’analyse des

KPI, à savoir en premier lieu, l’organisation des données statistiques à analyser ; et en second lieu,

l’analyse des KPI définis par la Co-OP relatifs aux BSS d’un réseau GSM dans lequel on a étudié

les différents compteurs utilisés et défini les KPI. Dans le chapitre suivant, on va procéder à la

description de la simulation sous Matlab de l’analyse des KPI décrits dans le présent chapitre.

39

CHAPITRE 4

SIMULATION SOUS MATLAB DE L’ANALYSE STATISTIQUE DES KPI RELATIFS

AUX BSS DEFINIS PAR LA Co-OP

Ce dernier chapitre porte sur la description d’une simulation sous le logiciel Matlab, d’une

analyse statistique des KPI décrits dans le chapitre précédent. À partir des formules de calcul des

KPI et des compteurs définis par le rapport technique du 3GPP TR 32.814 vu précédemment, nous

allons essayer de faire l’analyse statistique de la QoS offerte par différentes cellules d’un réseau

fictif avec comme outil le logiciel MATLAB.

4.1 Description de la simulation

La présente simulation est effectuée sous Matlab Version 7.5.0 (R2007b)

Matlab (Matrix Laboratory) est un logiciel de calcul numérique, de visualisation graphique et de

programmation destiné aux ingénieurs et aux scientifiques, avec un langage simple à utiliser et où

les problèmes et les solutions sont exprimés par des notations mathématiques familières. Matlab

est idéal pour :

- les Mathématiques et Calcul numérique,

- les simulations, création de prototype,

- l’analyse de données et visualisation,

- les développements d’application qui inclut des interfaces graphiques.

4.1.1 Paramètres de la simulation

Étant donné que les informations portant sur l’évaluation de la QoS et de la NP d’un réseau

PLMN sont directement liées à la survie du réseau, l’opération ne doit donc se faire qu’à

l’intérieur de l’entreprise, pour pouvoir gérer la concurrence et pour des raisons de sécurité. Par

conséquent, les données du réseau qui concerne la QoS et la NP sont protégées par des contrats de

confidentialité et ne sont accessibles qu’au personnel de l’entreprise.

40

Les paramètres de simulation décrits ci-dessous sont donc des données fictives. Néanmoins, elles

sont rationnelles et inspirées de données réelles.

4.1.1.1 Niveau d’études

Comme défini dans le chapitre précédent, l’analyse de la QoS et de la NP peut se faire à différents

niveaux, que ce soit une vue d’ensemble du réseau tout entier, ou pour des régions déterminées,

voire des éléments spécifiques du réseau.

Dans ce qui suit, on se limitera à l’analyse de la performance au niveau de quelques cellules d’un

réseau GSM fictif.

4.1.1.2 Période d’observation et période granulaire

Pour que les résultats soient les plus significatifs possibles, on a choisi la période d’observation

comme l’heure de pointe, c’est-à-dire le moment de la journée où habituellement la cellule est la

plus chargée. La période granulaire est de 60 minutes.

Typiquement, l’heure de pointe des cellules prises en considération se situerait entre 17 heures et

20 heures du soir.

4.1.1.3 Description des cellules

Les cellules analysées dans la présente simulation seraient au nombre de 5 (voir Tableau 4.01).

Ceci nous permet d’observer les cas les plus diversifiés.

Les cellules sont supposées appartenir au même réseau GSM, au même MSC, mais à des

différents BSC, à l’exception des cellules n°3 et n°4 qui appartienne au même BSC.

La cellule n°1 couvrirait une portion assez grande d’une ville très active (trafic élevé) ; la cellule

N°2, une partie d’une petite ville située à la périphérique d’une grande ville ; la cellule N°3

appartiendrait à une ville, de même que la cellule N°4 et enfin la cellule N°5 desservirait une zone

commerciale.

41

4.1.1.4 Valeurs des paramètres

Pour la présente simulation, on va considérer l’hypothèse que les valeurs des compteurs saisies ci-

dessous seraient obtenues à partir des données brutes enregistrées dans la base de données de

l’OMC-R.

Nombre de cellules à analyser : 5

Noms des COMPTEURS CELL 1 CELL 2 CELL 3 CELL 4 CELL 5

succTCHSeizures 785 152 584 422 503

nbrOfLostRadioLinksTCH 1 0 0 1 2

unsuccInternalHDOsIntraCell 14 1 3 4 4

unsuccHDOsWithReconnection 62 2 12 8 19

UnsuccHDOsWithLossOfConnection 6 0 1 4 2

succInternalHDOsIntraCell 32 5 18 9 31

succIncomingInternalInterCellHDOs 23 3 11 6 23

succInternalHDOsPerBsc 891 139 520 520 791

unsuccInternalHDOsWith

ReconnectionPerBSC

380 13 85 85 114

unsuccInternalHDOsWithLoss-

OfConnectionPerBsc

30 1 5 5 11

succOutgoingInternalInterCellHDOs 136 20 75 34 137

attOutgoingInternalInterCellHDOs 195 22 86 44 157

attTCHSeizures 913 155 602 431 517

succImmediateAssingProcsPerBsc 4895 915 3183 3183 2661

attImmediateAssingProcsPerBsc 6350 1075 3775 3775 3467

attSDCCHSeizuresMeeting-

SDCCHBlockedState

9 1 3 2 3

succImmediateAssingProcs 982 203 636 464 533

attTCHSeizuresMeeting-

TCHBlockedState

72 5 29 21 21

meanNbrOfBusyTCHs 42.7658 6.0342 27.3198 12.5581 17.0082

Tableau 4.01 : Valeurs des compteurs pour chaque cellule

42

Cependant, il faut noter que ces données, bien que fictives, sont inspirées de valeurs réelles.

4.1.2 Résultats de la simulation

4.1.2.1 Valeurs des KPI calculés :

Ces valeurs sont obtenues à partir des formules du chapitre 3, c’est-à-dire les formules 3.01, 3.02,

3.03, 3.04, 3.05, 3.06, 3.07, 3.08, 3.09, 3.10.

Voici les valeurs des différents KPI pour chaque cellule :

Noms des KPI (unité) CELL 1 CELL 2 CELL 3 CELL 4 CELL 5

Call Volume (appels) 777.8055 151.2512 581.2453 420.1810 500.1689

TCH Traffic Carried (TCHs) 42.7658 6.0342 27.3198 12.5581 17.0082

Call Success Rate (%) 77.3823 96.2258 94.4779 94.1029 92.5759

Call Drop Rate (%) 9.8810 1.8750 2.6101 3.8902 4.8474

Handover Success Rate Cell (%) 69.7436 90.9091 87.2093 77.2727 87.2611

Handover Success Rate Bsc (%) 68.4858 90.8497 85.2459 85.2459 86.3537

Call Setup Success Rate (%) 85.9803 98.0645 97.0100 97.9118 97.2921

TCH Blocking Rate (%) 7.8861 3.2258 4.8173 4.8724 4.0619

SDCCH Blocking Rate (%) 0.9165 0.4926 0.4717 0.4310 0.5629

Assignment Procedures Success Rate (%) 91.1181 98.0465 98.0927 98.0927 99.5673

Tableau 4.02 : Valeurs des KPI pour chaque cellule analysée

4.1.2.2 Projections :

Les 10 fenêtres de figures seront affichées.

Les pointillés en rouge sur chaque figure représentent le seuil défini par l’ETSI pour chaque KPI.

43

Figure 4.01: Volume d’appels

Call Volume (cell 1) = 777.8055





Seuil : Pas de limite

44

Figure 4.02: Nombre de TCH porteurs de trafics

TCH Traffic Carried (cell 1) = 42.7658





Seuil: Pas de limite

45

Figure 4.03: Taux de succès d’appels

Call Success Rate (cell 1) = 77.3823





Seuil: > = 94 %

46

Figure 4.04: Taux de coupures d’appels

Call Drop Rate (cell 1) = 9.8810





Seuil: < = 3 %

47

Figure 4.05: Taux de succès des Handovers (au niveau de la cellule)

Handover Success Rate Cell (cell 1) = 69.7436





Seuil : > = 85 %

48

Figure 4.06: Taux de succès des Handovers (au niveau du BSC)

Handover Success Rate BSC (cell 1) = 68.4858





Seuil: > = 85 %

49

Figure 4.07: Taux de succès d’établissement d’appels

Call Setup Success Rate (cell 1) = 85.9803





Seuil: > = 97 %

50

Figure 4.08: Taux de Blocages des canaux TCH

TCH Blocking Rate (cell 1) = 7.8861





Seuil: < = 5 %

51

Figure 4.09: Taux de blocage des canaux SDCCH

SDCCH Blocking Rate (cell 1) = 0.9165





Seuil:< = 0.5 %

52

Figure 4.10: Taux de réussites des procédures d’assignation

Assignment Procedure Success Rate (cell 1) = 91.1181





Seuil : > = 98 %

53

4.2 Interprétation des résultats et recommandations

Pour l’exemple qu’on a pris, voici les interprétations des résultats et les recommandations

appropriées pour chaque cellule:

4.2.1 Cellule n°1

4.2.1.1 Interprétation des résultats

• Trafic :

Par rapport aux autres cellules, le trafic de la cellule 1 est nettement élevée : Call Volume =

777.8055 (figure 4.01), et TCH Traffic Carried = 42.7658 (figure 4.02);

• Disponibilité des ressources :

Cette charge élevée de la cellule se traduit par une forte congestion au niveau des canaux

SDCCH : SDCCH Blocking Rate = 0.9165 % très au-dessus seuil (figure 4.09) et le taux des

procédures d’assignation est très loin du seuil fixé : Assignment Procedure Success rate = 91.1181

% (figure 4.10) ; la congestion se présente aussi sur l’accès aux canaux TCH : TCH Blocking Rate

= 7.8861 % (figure 4.08) ; entrainant un très faible taux d’établissement d’appels : Call Setup

Success Rate = 85.9803 % (figure 4.07)

• Maintien de la communication et mobilité :

Le taux d’Handovers réussis est très au-dessous du seuil fixé : Handover Success Rate = 69.7436

% (figure 4.05), c’est aussi le cas des cellules avoisinantes contrôlées par le même BSC :

Handover Success Rate Bsc = 68.4858 % (figure 4.06). Par conséquent, Le taux de coupure

d’appels est très élevé : Call Drop Rate = 9.8810 % (figure 4.04) et un faible taux d’appels

réussis : Call Success Rate = 77.3823 % (figure 4.03)

4.2.1.2 Recommandations

La cellule offre une QoS très dégradée. Les ressources sont surexploitées. La plupart des

valeurs des KPI dépassent leurs seuils respectifs. C’est une erreur de dimensionnement du réseau,

pas seulement dans cette cellule mais aussi dans les cellules avoisinantes : les ressources allouées

à cette région ne sont pas proportionnelles au nombre d’abonnés à desservir. Il faut donc

54

redimensionner le réseau, augmenter les ressources en rétrécissant les dimensions des cellules et

en installant d’autres BTS dans la région [7] [9] [10]

4.2.2 Cellule n°2


• Trafic :

La cellule ne porte pas beaucoup, voire même très peu de charges. Cela se justifie par le Call

Volume = 151.2512 (figure 4.01), et le TCH Traffic Carried = 6.0342 (figure 4.02);


Le taux de succès d’établissement d’appels est largement au-dessus du seuil fixé : Call Setup

Success Rate = 98.0645 % (figure 4.07). Aucune congestion ne se fait remarquée ni sur l’accès

aux ressources TCH : TCH Blocking Rate = 3.2258 % (figure 4.08), ni à celui des ressources

SDCCH : SDCCH Blocking Rate = 0.4926 % (figure 4.09). Et le taux de réussite de Procédures

d’assignation est acceptable : Assignment Procedures Success Rate = 98.0465 % (figure 4.10).


Le taux d’Handovers réussis est très au-dessus du seuil fixé : Handover Success Rate = 90.9091 %

(figure 4.05), comme le cas des cellules avoisinantes contrôlées par le même BSC : Handover

Success Rate Bsc = 90.8497 % (figure 4.06). Ainsi les coupures d’appels sont relativement rares :

Call Drop Rate = 1.8750 % (figure 4.04) et le taux d’appels réussis est largement suffisant: Call

Success Rate = 96.2258 % (figure 4.03)


La QoS offerte aux utilisateurs est relativement bonne mais peu bénéfique pour

l’opérateur. La cellule est sous- exploitée, de même que les cellules avoisinantes. C’est aussi une

erreur de dimensionnement du réseau. La capacité du réseau à cette région n’est pas à la hauteur

du nombre des abonnés. Il faut donc faire un redimensionnement en élargissant le rayon de

couverture des BTS, donc le rayon des cellules et en enlevant quelques BTS [7] [9] [10].

55

4.2.3 Cellule n°3


• Trafic :

Par rapport aux autres cellules, la charge portée par la cellule n°3 est relativement élevée : Call

Volume = 581.2453 (figure 4.01), et le nombre moyens de communications simultanées y est

proportionnel : TCH Traffic Carried = 27.3198 (figure 4.02);


Malgré cette charge élevée, la congestion aux niveaux des canaux SDCCH et TCH ne se fait pas

ressentir : SDCCH : SDCCH Blocking Rate = 0.4717 % (figure 4.09), et TCH Blocking Rate =

4.8173 % (figure 4.08) qui avoisinent leur seuil respectif; le taux de succès des procédures

d’assignation également avoisine le seuil fixé : Assignment Procedure Success Rate = 98.0927 %

(figure 4.10). Par conséquent, le taux d’établissement d’appels est acceptable : Call Setup Success

Rate = 97.0100 % (figure 4.07)


Le taux d’Handovers réussis avoisine le seuil fixé : Handover Success Rate = 87.2093 % (figure

4.05), et est à peu près dans la moyenne des cellules avoisinantes contrôlées par le même

BSC :Handover Success Rate Bsc = 85.2459 % (figure 4.06). Le taux de coupure d’appels reste

au-dessous du seuil fixé : Call Drop Rate = 2.6101 % (figure 4.04) et le taux de succès d’appels

est légèrement au-dessus de son seuil : Call Success Rate = 94.4779 % (figure 4.03)


La QoS offerte aux utilisateurs est assez bonne. Les valeurs des KPI, en général, avoisinent

leurs seuils respectifs. Les ressources sont donc appropriées au trafic. Ces valeurs sont bonnes

pour faire l’objet de références pour la cellule comme pour les cellules voisines et même pour le

réseau tout entier [7] [9] [10].

56

4.2.4 Cellule n°4


• Trafic :

Par rapport aux autres cellules, le trafic de la cellule 4 est relativement minimal : Call Volume =

420.1810 (figure 4.01), et TCH Traffic Carried =12.5581 (figure 4.02);


L’accessibilité aux ressources est meilleure, que ce soit au niveau des canaux SDCCH ou des

canaux TCH : SDCCH : SDCCH Blocking Rate = 0.4310 % (figure 4.09) et TCH : TCH Blocking

Rate = 4.8724 % (figure 4.08). De même, pour les procédures d’assignation qui présente un taux

de succès tolérable, légèrement au-dessus du seuil : Assignement Procedure Success rate =

98.0927 % (figure 4.10) ; Aussi, le taux d’établissement d’appels est relativement élevé : Call

Setup Success Rate = 97.9118 % (figure 4.07).


Le taux d’Handovers réussis est très au-dessous du seuil fixé : Handover Success Rate = 77.2727

% (figure 4.05). Pourtant, ceux des cellules voisines contrôlées par le même BSC sont nettement

meilleurs :Handover Success Rate Bsc = 85.2459 % (figure 4.06). Par conséquent, Le taux de

coupure d’appels est très élevé : Call Drop Rate = 3.8902 % (figure 4.04) et entraînant à son tour

un faible taux d’appels réussis : Call Success Rate = 94.1029 % (figure 4.03)


Comme on peut le constater, le taux d’Handovers réussis par les cellules avoisinantes sont

nettement supérieures par rapport à celui de la cellule actuelle. C’est donc un problème propre à

cette cellule. C’est peut-être du à une défaillance matérielle. Pour cela il faut faire des Drive Tests.

Par ailleurs, il faut revoir le plan des cellules voisines de la BTS : il se peut que deux cellules aient

le même code d’identification de cellule (BSIC – Base Station Identification Code) et le même

BCCH (Broadcast Control CHannel). Cela fait que le BSC confond les deux cellules et envoie le

Handover vers une autre cellule. Donc, il faut changer le BSIC de l’un des cellules. Pour les

Handovers inter-BSC, il se peut que les cellules voisines ne soient pas définies comme telles dans

57

le BSC qui sert la cellule en question. Par conséquent, il faut mettre à jour le plan des cellules du

BSC [7] [9] [10].

4.2.5 Cellule n°5


• Trafic :

Par rapport aux autres cellules, la cellule 5 a une charge moyenne : Call Volume = 500.1689

(figure 4.01), et TCH Traffic Carried = 17.0082 (figure 4.02);


L’accessibilité des ressources SDCCH est très congestionnée : SDCCH Blocking Rate = 0.5629 %

très au-dessus seuil (figure 4.09) et pourtant les procédures d’assignation présentent un taux de

succès assez élévé : Assignment Procedure Success Rate = 99.5673 % (figure 4.10) ; de même que

l’accessibilité des canaux TCH : TCH Blocking Rate = 4.0619 % qui est très au-dessous du seuil

fixé (figure 4.08) ; C’est pourquoi, on remarque un taux d’établissement d’appels tolérable : Call

Setup Success Rate = 97.2921 % (figure 4.07)


Le taux d’Handovers réussis est au-dessus du seuil fixé : Handover Success Rate = 87.2611 %

(figure 4.05), et c’est dans la moyenne des cellules avoisinantes contrôlées par le même

BSC :Handover Success Rate Bsc = 86.3537 % (figure 4.06). Cependant, le taux de coupure

d’appels est très élevé : Call Drop Rate = 4.8474 % (figure 4.04) qui entraîne à son tour un assez

faible taux d’appels réussis : Call Success Rate = 92.5759 % (figure 4.03)


Puisque le taux d’Handovers réussis est au-dessus du seuil fixé, problème se situe donc dans les

pertes de connexions radiofréquences. C’est peut-être dû à la couverture, ou à une défaillance

matérielle, ou à des interférences. Il faut donc faire des Drive Tests sur l’interface radio, sur le

BTS et ses antennes, pour pouvoir identifier plus précisément le problème et de mettre en place

une solution d’optimisation comme réglages de l’orientation et de l’inclinaison des antennes, de la

hauteur de la BTS, etc…. D’autre part, si des fréquences sont plus sensibles aux interférences que

58

d’autres, il faut faire des Handovers intracellulaires entre les canaux victimes d’interférences et

ceux moins sensibles. On peut aussi revoir le plan des fréquences et faire une conversion de

bande : du 900 MHz à 1800 MHz.

En ce qui concerne le faible taux de succès d’accès aux canaux SDCCH, il se peut que des « time

slots » ne soient pas actifs. Il faut consulter les données historiques pour savoir quels « time slots »

restent en mode veille, si cela perdure pendant un certain temps et surtout pendant les heures de

pointes, un redémarrage de la BTS sera peut-être nécessaire. C’est peut-être dû aussi aux mises à

jour de localisation. En ce cas, il faut diminuer la priorité de mises à jour de localisation. Enfin, les

ressources SDCCH ne sont peut-être pas suffisantes. Vu que les canaux TCH présentent un faible

taux de blocage, on peut convertir un canal TCH en huit canaux SDCCH, ce qui est recommandé

pour ne pas avoir tout le temps une congestion des canaux SDCCH [7] [9] [10].

4.3 Conclusion

Dans ce chapitre, on a décrit la simulation de l’analyse statistique des indicateurs clés de

performance. Les résultats obtenus ont fait l’objet d’une interprétation qui a permis l’identification

des problèmes pour chaque cellule étudiée. Quelques recommandations appropriées aux

problèmes identifiés ont été ensuite proposées.

59

CONCLUSION

Ces dernières années, la téléphonie mobile a été sans doute le secteur le plus dynamique, le

plus rentable et le plus innovant de toute l’Industrie des Télécommunications. Avec l’essor rapide

qu’elle connait, elle s’impose de plus en plus comme le moyen le plus privilégié de

communication et conquiert davantage de parts de marché en ciblant tous les profils de

consommateurs. Il s’avère donc que la qualité, dans ce domaine comme dans beaucoup d’autres,

constitue une source importante de différenciation, et le maintien de la qualité des

communications s'avère obligatoire pour faire face à la dégradation de la qualité de service et aux

plaintes des usagers. Le suivi de cette qualité nécessite l’observation permanente de l’état de

fonctionnement du réseau et de toutes ses performances. L’objectif principal de ce travail est la

gestion de performance d’un réseau GSM par l’analyse statistique des indicateurs clés de

performance. En effet, ces indicateurs procurent plusieurs informations qui permettent de

superviser la performance du réseau et la qualité de service rendue.

L’analyse statistique permet une supervision presque à temps réel de la performance du réseau et

de la qualité de service à différents niveaux : d’une vue d’ensemble du réseau tout entier aux

cellules individuelles. Dans ce travail, on s’est concentré sur les études des cellules. Le calcul de

ces indicateurs clés de performance nécessite l’acquisition des données enregistrées par des

compteurs implémentés dans les éléments du Sous-système Radio (BSS) qui sont accessibles via

la base de données de l’Operation and Maintenance Center – Radio (OMC-R).Cependant, la

définition de ces compteurs est propre à chaque constructeur. Ainsi, il est difficile pour un réseau

« multi-vendeur » de réellement évaluer la performance du réseau. Néanmoins, un effort de

coopération entre huit grands constructeurs d’équipements GSM dans le monde nous a permis de

définir les plus importants indicateurs de performance relatifs au Sous-système Radio (BSS), de

faire une simulation de l’analyse statistique et d’interpréter les résultats en vue de

recommandations d’optimisation de la performance. Elle nécessite par contre une bonne

connaissance du système GSM et de ses fonctionnalités, de bonnes compétences analytiques, et

beaucoup d’expérience. Et quelques fois, l’analyse statistique identifie les problèmes et non les

causes ni les solutions. D’autres mécanismes peuvent être mis en œuvre parallèlement à l’analyse

des indicateurs pour garantir la qualité de service dans le réseau GSM, comme les mesures terrains

(Drive test) et les plaintes des abonnés. Ces mécanismes ont leurs avantages et leurs

inconvénients. En somme, la combinaison de ces trois approches pourrait être la plus appropriée.

60

GLOSSAIRE

AGCH (Access Grant Channel). Canal descendant utilisé par le réseau pour indiquer au

mobile l'allocation d'un canal dédié (numéro de porteuse, numéro de slot, description du hopping

ainsi que le paramètre TA).

BSIC (Base Station Identification Code). identificateur de la cellule. En effet, le couple

(fréquence, BSIC) permet sur une zone donnée de déterminer parfaitement une cellule.

BCCH (Broadcast Control Channel). Canal sur lequel sont diffusées régulièrement des

informations de la cellule vers le mobile en veille. Le BCCH n'est pas affecté par le hopping et il

est transmis à puissance constante. Il permet d'effectuer des mesures de puissance en veille

(barrettes de réception du mobile). Il diffuse des infos sur les règles d'accès à la cellule courante et

aux cellules voisines

Congestion La condition dans laquelle une augmentation du trafic provoque un ralentissement

global de celui-ci.

CSSR Taux de succès d’établissement d’appels

Handover Mécanisme grâce auquel le mobile peut transférer sa communication d'une BTS à

une autre. Le Handover est toujours à l'initiative du réseau.

IMSI (International Mobile Subscriber Identity). Identité internationale d'un abonné

inscrite dans la carte Sim.

KPI Indicateurs Clés de Performance du réseau.

NP (Network Performance). Aptitude d'un réseau ou d'un élément du réseau à assurer

les fonctions liées aux communications entre usagers.

OMC Centre d’exploitation et de maintenance d’un réseau GSM

OMC-M Partie de l’OMC qui contrôle l’OMC-R et l’OMC-S

OMC-R Partie de l’OMC reliée aux BSS

61

OMC-S Partie de l’OMC reliée au NSS

PLMN (Public Land Mobile Network) Réseau mobile géré par un opérateur.

Porteuse Fréquence sur laquelle est transmis un signal modulé. Les porteuses GSM sont

espacées de 200 KHz

QoS (Qualité de Service). Effet global produit par la qualité de fonctionnement des

services d’un réseau qui détermine le degré de satisfaction de l’utilisateur de ces services

RACH (Random Access Channel). Canal de contrôle partagé par un ensemble de mobiles

et leur permettant de se signaler au réseau pour demander un service particulier (localisation,

envoi de SMS, appel d'urgence, appel normal, etc).

SACCH (Slow Associated Control Channel). Canal de contrôle lent faible débit (380 bit/s),

associé à tout canal dédié (TCH ou SDCCH) permettant d'en effectuée la supervision (contrôle de

puissance, contrôle de qualité du lien radio, remontée des mesures effectuées par le mobile des

BTS voisines).

SDCCH (Stand Alone Dedicated Control Channel). Canal de signalisation dédié

(assignation d'un canal TCH, mise à jour de localisation etc..) pendant une période limitée, à un

mobile. Sur un canal physique on peut faire passer 1 TCH et son SACCH associé ou 8 SDCCH et

leurs SACCH associés.

Slot Intervalle de temps considérer comme le canal logique alloué au trafic ou à une

signalisation. Une Trame TDMA est composé de 8 slots. Un slot a une durée de 0,5769 ms. Les

slots sont numérotés par un indice TN (Time Slot Number) allant de 0 à 7.

SDCCH BR Taux de blocage des canaux SDCCH

TCH Canal de trafic, canal logique par lequel on achemine les données utilisateurs.

TCH BR Taux de blocage des canaux de trafic

TDMA (Time Division Multiple Access) Une Trame permet l'accès à différents

utilisateurs afin de partager une bande de fréquences. Une trame TDMA est composée de 8 slots

numérotés de 0 à 7, pouvant recevoir 7 communications simultanément.

62

3GPP (3rd Generation Partnership Project) est une coopération datant de décembre 1998 entre

organismes de standardisation régionaux en Télécommunications tels l'ETSI (Europe), ARIB/TTC

(Japon), CCSA (Chine), ATIS (Amérique du Nord) et TTA (Corée du Sud), visant à produire des

spécifications techniques pour les réseaux mobiles de 3e génération (3G).

3GPP assure par ailleurs la maintenance et le développement de spécifications techniques pour les

normes mobiles GSM, notamment pour le GPRS et l'EDGE.

63

ANNEXES

ANNEXE 1

LISTE DES COMPTEURS SPECIFIES PAR LE 3GPP TS 52.402

A1.1. Mesures relatives aux BSC

- Unsuccessful requests for service

- Unsuccessful requests for service, per cause

- Mean Inter-arrival Time (Circuit Switched)

- Attempted Transmission of Paging Messages, per BSC

- Unsuccessful Transmission of Paging Messages, per BSC

- Attempted IMMEDIATE ASSIGNMENT Procedures, per BSC

- Successful IMMEDIATE ASSIGNMENT Procedures, per BSC

- Successful Internal Handovers, intra-CELL, per BSC

- Unsuccessful Internal Handovers, intra-CELL, per BSC

- Successful Internal Handovers per BSC

- Successful Internal Handovers per cause

- Unsuccessful Internal Handovers with reconnection to old channels, per BSC

- Unsuccessful Internal Handovers with loss of connection, per BSC

- Flush Requests Received

- Paging Requests Received from SGSN

- Mean Inter-arrival Time (Packet Switched)

- Number of octets of uplink BSSGP PDUs

64

- Number of octets of downlink BSSGP PDUs

A1.2. Mesures relatives à la BTS

A1.2.1. Mesure de la cellule

- Mean PCH-AGCH queue length

- Attempted Transmission of Paging Messages (the PCH)

- Unsuccessful Transmission of Paging Messages (the PCH)

- Attempted IMMEDIATE ASSIGNMENT Procedures

- Successful IMMEDIATE ASSIGNMENT Procedures

- Attempted IMMEDIATE ASSIGNMENT Procedures, per cause

- Successful IMMEDIATE ASSIGNMENT Procedures, per cause

- Number of Pages Discarded from the PCH Queue

- Mean duration of a successful Paging Procedure

- Number of Time Slots Available for Traffic (Previously TCHs)

- Mean number of busy Time Slots Occupied by Circuit Traffic

- Maximum number of busy Time Slots Occupied by Circuit Traffic

- Mean number of idle Time Slots per interference band (Previously TCHs)

- Attempted Time Slots seizures (Previously TCHs)

- Successful TCH/PDTCH seizures (Previously TCHs)

- Attempted TCH Seizures meeting an TCH blocked state

- All Available TCH Allocated Time

- Mean busy time of allocated CS Time Slots

- Mean TCH queue length

65

- Number of lost Radio links while using a TCH

- Number of Available SDCCHs

- Mean number of busy SDCCHs

- Maximum number of busy SDCCHs

- Attempted SDCCH Seizures meeting an SDCCH blocked state

- All Available SDCCH Allocated Time

- Mean SDCCH queue length

- Number of lost Radio links while using an SDCCH

- Relative time downlink power control at maximum

- Relative time uplink power control at maximum

- Successful Internal Handovers, intra-CELL

- Unsuccessful Internal Handovers, intra-CELL

- Attempted incoming Internal inter CELL Handovers

- Successful incoming Internal inter CELL Handovers

- Attempted outgoing Internal inter CELL Handovers

- Successful outgoing Internal inter CELL Handovers

- Unsuccessful Internal Handovers with reconnection to old channels

- Unsuccessful Internal Handovers with loss of connection

- Number of Available PDCH

- Mean Number of Available PDCH

- Maximum Number of Available PDCH

- Minimum Number of Available PDCH

66

- Mean number of occupied PDCHs

- Maximum number of occupied PDCHs

- Minimum number of occupied PDCHs

- All available PDCH allocated time

- Transmission of Packet Paging Messages on the PCCCH

- Mean PPCH-PAGCH queue length on PCCCH

- Number of Packet Pages Discarded from the PPCH Queue on PCCCH

- Number of Packet Channel Assignment Requests, per cause

- Successful Packet Channel Assignment Procedures, per cause

- Successful PDTCH seizures

- Mean PDTCH queue length

- Number of service upgrades/downgrades

- Mean number of occupied PDCHs for GPRS

- Mean number of occupied PDCHs for EGPRS

- Mean number of simultaneous GPRS TBF for downlink

- Mean number of simultaneous EGPRS TBF for downlink

- Number of received acknowledged octets of EGPRS block on RLC layer

- Number of transmitted octets of EGPRS block on RLC layer acknowledged by mobile

A1.2.1 Mesures de fonctionnement des Handovers internes

- Attempted incoming Internal inter CELL Handovers per originating CELL

- Successful incoming Internal inter CELL Handovers per originating CELL

- Attempted outgoing Internal inter CELL Handovers per target CELL

67

- Successful outgoing Internal inter CELL Handovers per target CELL

A1.3 Mesures relatives au MSC

A1.3.1 Mesures de fonctionnement du MSC

- Number of class mark updates

- Attempted mobile originating calls

- Successful mobile originating calls

- Answered mobile originating calls

- Attempted mobile terminating calls

- Successful mobile terminating calls

- Answered mobile terminating call

- Attempted Mobile Emergency calls

- Successful Mobile Emergency calls

- Answered Mobile Emergency calls

- Attempted ciphering mode control procedures

- Successful ciphering mode control procedures

- Attempted interrogations of HLRs for routing

- Successful interrogations of HLR (call Forwarding)

- Attempted operations for mobile originating point to point SMs

- Successful operations for mobile originating point to point SMs

- Attempted operations for mobile terminating point to point SMs

- Successful operations for mobile terminating point to point SMs

- Number of transmitted check IMEI request

68

- Number of white answers in MSC

- Number of grey answers in MSC

- Number of black answers in MSC

- Number of unknown IMEI answers

- Mean time to provide the CALL SETUP service

- Mean time to provide the LOCATION UPDATING service

- Transactions on the MM-layer where subscriber was identified with TMSI

- Transactions on the MM-layer where subscriber was identified with IMSI

- Attempted TMSI re-allocations

- Successful TMSI re-allocations

- IMSI detach procedures

- IMSI attach procedures

- Attempted incoming External intra-MSC Handovers

- Successful incoming External intra-MSC Handovers

- Attempted outgoing External intra-MSC Handovers

- Successful outgoing External intra-MSC Handovers

- Attempted incoming inter-MSC Handovers

- Successful incoming inter-MSC Handovers

- Attempted outgoing inter-MSC Handovers

- Successful outgoing inter-MSC Handovers

- Attempted subsequent inter-MSC Handovers (back to MSCa)

- Successful subsequent inter-MSC Handovers (back to MSCa)

69

- Attempted subsequent inter-MSC Handovers (to MSCc)

- Successful subsequent inter-MSC Handovers (to MSCc)

- External Handovers

- External Handovers per cause

- Unsuccessful External Handovers with reconnection to old channels, per MSC

- Unsuccessful External Handovers with loss of connection, per MSC

A1.3.2 Mesures de fonctionnement des Handovers externes

- Attempted incoming External intra-MSC Handovers per originating CELL

- Successful incoming External intra-MSC Handovers per originating CELL

- Attempted outgoing External intra-MSC Handovers per target CELL

- Successful outgoing External intra-MSC Handovers per target CELL

- Attempted incoming inter-MSC Handovers per originating CELL

- Successful incoming inter-MSC Handovers per originating CELL

- Attempted outgoing inter-MSC Handovers per target CELL

- Successful outgoing inter-MSC Handovers per target CELL

A1.4 Mesures relatives à la HLR

- Number of current MS's Roaming outside HPLMN

- Attempted requests for Authentication sets received by HLR

- Successful returned Authentication sets from HLR

- Empty responses to request for Authentication sets from HLR

- Attempted insert subscriber data service

- Successful insert subscriber data service

70

- Attempted Location Updates

- Successful Location Updates

- Attempted SS related operations in HLR

- Successful SS related operations in HLR

- Attempted request for SM routing information

- Successful request for SM routing information

- Attempted SM delivery status report procedures

- Successful SM delivery status report procedures

- Attempted number of send alerts

- Successful number of send alerts

- Attempted request for MSRN

- Successful request for MSRN

A1.5 Mesures relatives à la VLR

- Attempted MS memory available notifications

- Successful MS memory available notifications

- Attempted Identification requests to PVLRs

- Successful Identification requests to PVLRs

- Attempted page requests

- Successful page requests

- Attempted page requests per Location Area

- Successful page requests per Location Area

- Attempted requests for Authentication sets sent to HLR by VLRs

71

- Successful received Authentication sets from HLR to VLRs

- Empty responses to request for Authentication sets from HLR to VLRs

- Attempted authentication procedures in VLR

- Successful authentication procedures in the VLR

- Attempted intra-VLR Location Updates

- Successful intra-VLR Location Updates

- Attempted inter-VLR Location Updates

- Successful inter-VLR Location Updates

- Arrivals of Visitors from other PLMNs

A1.6 Mesures relatives à l’EIR

- EIR Measurement Function

- Number of received IMEI check requests

- Number of white answers in EIR

- Number of grey answers in EIR

- Number of black answers in EIR


A1.7 Mesures relatives aux passerelles

A1.7.1 Mesures de fonctionnement des SMS

- Attempted mobile originating SM Forwarding

- Successful mobile originating SM Forwarding

- Attempted Mobile Terminating SM Forwarding

- Successful Mobile Terminating SM Forwarding

72

A1.8 Mesures relatives au SGSN

a. Mesures LLC

- Number of LLC frames sent

- Number of LLC frames Received

- Erroneously received LLC frames detected by SGSN

- Number of Retransmitted LLC frames in Acknowledge Mode

b. Mesures SNDCP

- Number of received SNDCP N-PDUs

- Number of received SNDCP N-PDU octets

- Number of sent SNDCP N-PDUs

- Number of sent SNDCP N-PDU octets

c. Mesures MM

- Attempted GPRS attach procedures

- Successful GPRS attach procedures

- Attempt of combined GPRS/IMSI attach procedures

- Successfully combined GPRS/IMSI attach procedures

- Attempted GPRS attach procedures with IMSI already attached

- Successful GPRS attach procedures with IMSI already attached

- Number of attached subscriber

- Mean number of attached subscriber

- Maximum number of attached subscriber

- Attempted GPRS detach procedures initiated by MS

73

- Attempt of Combined GPRS/IMSI detach procedures initiated by MS

- Attempt of IMSI detach procedures initiated by MS

- Attempted GPRS detach procedures initiated by SGSN

- Successful GPRS detach procedures initiated by SGSN

- Attempted intra-SGSN Routing Area Update procedures initiated in this SGSN

- Successful intra-SGSN Routing Area Update procedures initiated in this SGSN

- Attempted inter-SGSN Routing Area Update procedures initiated in this SGSN

- Successful inter-SGSN Routing Area Update procedures initiated in this SGSN

d. Sécurité

- Attempted P-TMSI reallocation procedures

- Successful P-TMSI reallocation procedures

- Attempted requests for authentication sets sent to HLR by SGSN

- Successful requests for authentication sets to HLR

- Empty responses to the request for authentication sets to the HLR

- Attempt of authentication procedures started by SGSN

- Successful authentication procedures started by the SGSN

- Attempted Identity Request procedures

- Successful Identity Request procedures

e. Etat

- Number of subscribers in the SGSN in STANDBY state

- Mean number of subscribers in the SGSN in STANDBY state

- Maximum number of subscribers in the SGSN in STANDBY state

74

- Number of subscribers in the SGSN in READY state

- Mean number of subscribers in the SGSN in READY state

- Maximum number of subscribers in the SGSN in READY state

f. Equipement

- Number of transmitted check IMEI requests

- Number of white answers in SGSN

- Number of grey answers in SGSN

- Number of black answers in SGSN


g. Mesures RRM

- Attempt of packet switched paging procedures

- Unsuccessful packet switched paging procedures

- Attempt of packet switched paging procedures per Routing Area

- Unsuccessful packet switched paging procedures per Routing Area

h. Mesures SM

- Attempted PDP context activation procedures initiated by MS

- Successful PDP context activation procedures initiated by MS

- Attempted dynamic PDP context activation procedures initiated by MS

- Successful dynamic PDP context activation procedures initiated by MS

- Attempted PDP context deactivation procedures initiated by the MS

- Successful PDP context deactivation procedures initiated by the MS

- Attempted PDP context deactivation procedures initiated by the GGSN

75

- Successful PDP context deactivation procedures initiated by the GGSN

- Number of subscribers with activated PDP context in SGSN

- Mean number of subscribers with activated PDP context in SGSN

- Maximum number of subscribers with activated PDP context in SGSN

A1.9 Mesures relatives au GGSN

- Number of PDP context activation procedures initiated by the MS Per APN

- Successful PDP context activation procedures initiated by the MS Per APN

- Number of dynamic PDP context activation procedures initiated by the MS Per APN

- Successful +dynamic PDP context activation procedures initiated by the MS Per APN

- Number of PDP context deactivation procedures initiated by the MS Per APN

- Successful PDP context deactivation procedures initiated by the MS Per APN

- Number of PDP context deactivation procedures initiated by the GGSN Per APN

- Successful PDP context deactivation procedures initiated by the GGSN Per APN

- Number of active PDP context in GGSN Per APN

- Mean number of active PDP context in GGSN Per APN

- Maximum number of PDP context in GGSN Per APN

76

ANNEXE 2

L’INTERFACE GRAPHIQUE DE LA SIMULATION

A2.1 Exécution de la simulation

Pour lancer la simulation, il faut ouvrir le fichier « Accueil.fig ».

La page d’accueil s’affiche comme l’indique la figure A2.01 ci-dessous.

Figure A2.01: Page d’accueil

77

En appuyant sur « info », quelques informations concernant l’application s’afficheront dans

l’éditeur de Matlab.

En appuyant sur « Quitter », on bascule vers la fermeture de l’application (voir figure A2.04).

En appuyant sur « Continuer », une boîte de dialogue intermédiaire apparait comme l’indique la

figure A2.02.

Figure A2.02 : Boîte de dialogue intermédiaire

En appuyant sur « Quitter », on passe à la fermeture de l’application.

En appuyant sur « OK », on passe à l’exécution de la simulation. Dans l’éditeur, il apparait les

valeurs des KPI calculés, et l’interprétation des résultats pour chaque cellule. Les fenêtres des 10

figures correspondant aux 10 KPI calculés s’affichent également, à l’exemple de la figure A2.03.

Enfin, une fenêtre de fermeture de l’application est affichée (figure A2.04).

78

Figure A2.03 : Exemple de figure de projection d’un KPI

A2.2 Fermeture de l’application

A la fin de chaque simulation, ou en appuyant sur un bouton « Quitter », une fenêtre de dialogue

comme l’indique la figure A2.05 s’ouvre.

79

Figure A2.04 : Fenêtre Quitter

En appuyant sur « Oui », on quitte l’application.

En appuyant sur « Non », la fenêtre « Quitter » se ferme et la page d’accueil s’affiche (figure

A2.01).

80

BIBLIOGRAPHIE

[1] M’barki R, « Conception et développement d’un outil d’aide à l’analyse des

indicateurs qualité d’un réseau GPRS », Projet de fin d’études, SUP’COM, A.U. :

2006-2007

[2] Rakotomalala M. A., « Radiomobiles et réseaux téléphoniques », Cours L3 – TCO,

Département Télécommunication.- E.S.P.A., A.U. : 2008-2009.

[3] Saida H., « Développement d’un outil de traitement et d’analyse des traces de

l’interface A », Projet de fin d’études, SUP’COM, A.U. : 2004-2005.

[4] Radu A., « Evaluation de la Qualité de Service par l’utilisateur final dans les

systèmes mobiles », 12 mars 2004

[5] UIT-T Recommandation E.800, « Terms and definitions related to quality of service

and network performance including dependability. », Septembre 2008

[6] UIT-T Recommandation G.1000, « Qualité de service des communications: cadre et

définitions. », Nov 2001

[7] Kyriazakos S., Papaoulakis N., Nikitopoulos D., Gkroustiotis E., « A Comprehensive

Study and Performance Evaluation of Operational GSM and GPRS Systems under

Varying Traffic Conditions », Heroon - University of Athens, 2002.

81

[8] ETSI Technical Report ETR 003, « Network Aspects (NA);General aspects of Quality

of Service (QoS) and Network Performance (NP) », Oct 2004

[9] Pipikakis M., «Evaluating and improving the Quality of Service of second generation

cellular systems», Ericsson Documentation, 2004.

[10] Bilal H., Zafrullah M. and Islam M. K., « Radio Frequency Optimization and QoS

Evaluation in Operational GSM Network », WCECS, 2009.

[11] 3GPP TS 52.402, « Performance Management (PM); Performance measurements -

GSM », Décembre 2007.

[12] Colin F., Houllier J.R., « L'optimisation des réseaux cellulaires assistée par

ordinateur : le Iogiciel RNO (Radio Network Optimization)», Alcatel Research and

Innovation, 2003.

[13] Ramiz R., « Evaluating and Selecting the Most Appropriate Key Performance

Indicators (KPIs) to maximise the Visibility of Network Performance », Yildiz

Technical University Article – Turkey, 2005

[14] GSM 12.01 (ETS 300 612-2): « Digital cellular telecommunication system (Phase 2)

(GSM); Network Management (NM); Common aspects of GSM/DCS 1800 network

management », 1998.

[15] 3GPP TR 32.814, « Telecommunication management; UTRAN and GERAN Key

82

Performance Indicators (KPI) », Mars 2007.

[16] Kollar M, « Evaluation of real Call Setup Success Rate in GSM », Novembre 2008.

83

PAGE DE RENSEIGNEMENTS

Nom : RANDRIAMANANJARA

Prénoms : Mandamahefa

Adresse : Lot AKT I 05 Manjaka Alakamisy-

Fenoarivo

Tana 102

Madagascar

Tel : 033 14 954 96

E-mail : [email protected]

Titre du mémoire PERFORMANCE ET QUALITE D’UN RESEAU GSM PAR

ANALYSE DES INDICATEURS CLES DE PERFORMANCE (KPI)

Nombre de pages : 83

Nombre de tableaux : 19

Nombre de figures : 18

Mots clés : KPI, QoS, GSM, performance de réseau, compteurs OMC

Directeur de mémoire : M. RAKOTOMALALA Mamy Alain

84

RESUME

La norme GSM, Global System for Mobile communication, représente un des succès

industriels les plus marquants de ces dernières années. La nécessité d’améliorer le service rendu

s’est largement manifestée. Les opérateurs des réseaux GSM utilisent différentes techniques pour

la supervision de la qualité de service. Ce travail décrit l’un de ces mécanismes : l’analyse des

indicateurs clés de performance via les compteurs OMC, plus précisément au niveau du sous-

système Radio (BSS). On a pu prouver que cette analyse statistique peut effectivement optimiser

la performance du réseau GSM. Cependant, la combinaison des trois mécanismes de supervision

de la qualité de service, à savoir les plaintes des abonnés, les mesures terrains, et l’analyse

statistique des KPI est reste la solution la plus efficace et celle utilisée par les opérateurs GSM

actuels

ABSTRACT

GSM, Global System for Mobile communication, is one of the most outstanding industrial

successes during these last years. The requirement to enhance user service becomes an operator’s

priority. GSM operators use different mechanisms to monitor quality of service. In this paper, we

study on of them: analyzing key performance indicator via OMC counters, specifically on Base

Sub-System level. It was proved that this way can improve network performance. However,

combining the three mechanisms is the best way to enhance GSM performance and the most

solution used by GSM operators nowadays.

Performance et qualité d'un réseau GSMx

Documents

Transcript of Performance et qualité d'un réseau GSMx