Design et optimisation d'un réseau Wifi offload 3G pour Tunisie Télécom

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

Tunisie Télécom 27

II.1. Introduction 28

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

II.2.1. Introduction 28

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

II.2.2.1. Dimensionnement de la couverture 29

II.2.2.1.1. Bilan de liaison 30

II.2.2.1.2. Propagation en espace libre 32

II.2.2.1.3. Facteurs d'atténuation 32

II.2.2.1.4. Modèles de propagation 33

II.2.2.1.5. Résultat du dimensionnement de la couverture 34

II.2.2.2. Dimensionnement de la capacité 34

II.2.2.2.1. Bande passante par service 35

II.2.2.2.2. Bande passante totale 35

II.2.2.2.3. Résultat du dimensionnement de la capacité 35

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

II.2.3.1. Modélisation de l'outil 36

II.2.3.2. Conception de l'outil 37

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

II.3.1. Introduction 42

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

II.3.2.1. Topologie à déployer 42

II.3.2.2. Affectation des canaux 43

II.3.2.3. Interférences 45

II.3.3. Outils de planification 45

II.3.4. Etude Conceptuelle du Processus de Planification 45

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

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

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

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

II.3.4.5. Procédure de simulation 47

II.4. Conclusion 48

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

III.1. Introduction 50

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

III.2.1. Environnement de travail 50

III.2.2. Réalisation 50

III.2.2.1. Détection de sites congestionnés 50

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

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

III.3.1. Présentation de l'outil Atoll 63

III.3.2. Procédure de planification 63

III.3.2.1 Phase Input 63

III.3.2.1.1. Phase input 3G 63

III.3.2.1.2. Phase input Wi-Fi 66

III.3.2.2. Phase de planification radio 68

III.3.2.2.1. Performance radio 3G 69

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

III.4. Conclusion 82

Conclusion générale 83

Annexe 1 : Les facteurs d'atténuation 84

Annexe 2 : Java et Eclipse 86

Bibliographie 87

Netographie 89

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Liste des figures

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

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

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

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

Figure 5 : Exemple de cartes réseaux 13

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

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

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

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

Figure 10 : Architecture I-WLAN. 19

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

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

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

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

Figure 15 : L'IP flow mobility. 26

Figure 16 : Organigramme explicatif du processus de dimensionnement. 29

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

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

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

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

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

couverture». 40
Figure 22 : Diagramme de cas d'utilisation du module «Dimensionnement orienté capacité».

41

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

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

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

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

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

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

Figure 29 : La procédure de «Simulation». 47

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

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

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

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

Figure 34 : Interface des paramètres de la zone. 54

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

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

Figure 37 : Interface des paramètres de capacité. 57

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

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

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

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

Figure 42 : Interface du résultat final du dimensionnement. 62

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

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

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

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

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

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

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

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

l'offload. 72

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

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

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

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

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

avant et après l'offload. 75
Figure 56 : Statistiques de la comparaison entre la couverture en débit offerte par le site 3G

congestionné avant et après l'offload. 75

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

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

réseau Wi-Fi. 76

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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