Les simulations au niveau système

Les simulations au niveau système sont exécutées pour un scénario réaliste qui mappe la distri- bution des utilisateurs, la configuration des cellule, les variations de l’environnement et l’ordonnan- cement des usagers. Les simulations au niveau système visent à évaluer la performance du système en étudiant différents paramètres. Dans notre travail, nous avons considéré l’efficacité spectrale de la cellule, l’efficacité au bord de la cellule et la mobilité spectrale.

Chapitre 3. Évaluation des technologies LTE à l’aide du simulateur LTE 33

Figure 3.5 – Débit par usager en fonction du SNR pour un canal AWGN SISO.

Tableau 3.2 – Paramètres des simulations au niveau système.

Paramètre Description

Mode de duplexage FDD

Bande passante 10 MHz DL pour FDD, pour UMi et UMa

20 MHz pour InH

Ordonnanceur/Scheduler DL: Proportional Fair en temps et en fréquences

Schéma de transmission 2x2 OLSM SU-MIMO

Récepteur MMSE

Schéma de HARQ Chase Combining

Configuration d’antennes au eNodeB Antennes co-polarisées non corrélées Configuration d’antennes au UE Antennes polarisées verticalement

3.2.2.1 Résultats des simulations

Nous avons effectué des simulations au niveau système afin d’évaluer l’efficacité spectrale de la cellule, l’efficacité spectrale au bord de la cellule et la mobilité et les comparer aux exigences proposées par l’UIT. Ces indicateurs de performance sont définis comme suit.

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Tableau 3.3 – Efficacité spectrale de la cellule en bps/Hz/cellule.

Environnement Valeurs exigées par l’UIT Résultats des simulations

Indoor 3 7.56

Micro-cellulaire Urbain 2.6 3.75

Macro-cellulaire Urbain 2.2 2.4

Tableau 3.4 – Efficacité spectrale au bord de la cellule en bps/Hz/cellule.

Environnement Valeurs exigées par l’UIT Résultats des simulations

Indoor 0.1 0.223

Micro-cellulaire Urbain 0.075 0.1

Macro-cellulaire Urbain 0.06 0.058

Tableau 3.5 – Efficacité spectrale pour évaluer la mobilité.

Scénario Exigence bps/Hz Vitesse km/h Fréquence GHz Doppler Hz SNR Médiane Résultat bps/Hz Microcellulaire urbain 0.75 30 2.5 69.4 6.2 dB 1.44

1. L’efficacité spectrale de la cellule est définie, dans M.2134, comme le rapport du débit total de tous les usagers par la largeur de bande de canal, divisé par le nombre de cellules. L’efficacité spectrale de la cellule est mesurée alors en bps/Hz/cellule. Le tableau 3.4 illustre les valeurs des efficacités spectrale par cellule pour les différents environnements de test exigés par l’UIT.

2. L’efficacité spectrale de l’utilisateur du bord de la cellule est donnée par 5% de la fonction de distribution cumulative (CDF) du débit normalisé de l’usager. Le tableau 3.3 donne l’efficacité spectrale au bord de la cellule pour les différents environnements tel que requis par l’UIT. Nous remarquons que 3GPP/LTE répond aux exigences de l’UIT.

3. La mobilité: L’évaluation de la mobilité suit les lignes directives de l’UIT dans le rapport UIT-R M.2135. Il s’agit de considérer des simulations système comme celles effectuées dans le but d’évaluer l’efficacité spectrale. Ensuite, présenter les CDFs des SINRs obtenus pour l’environnement et la vitesse en question puis prendre la valeur au 50% de la courbe de CDF. Cette valeur est entrée dans les simulations au niveau lien pour l’environnement et la vitesse correspondant. Enfin, on calcule l’efficacité spectrale au niveau lien et on la compare avec la valeur exigée par l’UIT. Dans notre cas, on a étudié la performance en mobilité en simulant uniquement un environnement micro-cellulaire comme présentée dans le tableau 3.5.

Chapitre 3. Évaluation des technologies LTE à l’aide du simulateur LTE 35

Compte tenu des résultats obtenus, nous concluons que la technologie 3GPP/LTE satisfait aux exigences de l’UIT.

Conclusion

Pour valider cette technologie, des groupes d’évaluation ont été formés dans tout le globe, le CEG, dont on faisait partie, était un de ces groupes. On a évalué l’interfaces radio proposée, au sein d’un groupe formé de plusieurs entités indépendantes, puis à la fin, on a réuni tous les résultats pour les présenter à l’UIT. On a pu prouver que le LTE satisfaisait bel et bien et même dépassait les exigences avancées par l’UIT en respectant les recommandations dictées et mener une évaluation cohérente et minitueuse.

Chapitre 4

Les réseaux hétérogènes

Introduction

La croissance rapide du marché des nouvelles technologies suit le besoin grandissant des uti- lisateurs de communiquer et d’échanger constamment des messages, des e-mails, des vidéos, . . . . Ainsi, le réseau Internet connait une expansion remarquable de jour en jour. Ce développement est encouragé par l’évolution des technologies au niveau des équipements d’une part, et au niveau des applications et logiciels d’autre part. Cette évolution, aussi avantageuse pour les usagers que pour les fournisseurs, ne demeure pas sans inconvénients liés principalement à la disponibilité du service, sa qualité et son coût. Pour contourner ces problèmes, les technologies IMT-Advanced proposait une migration des réseaux homogènes vers une nouvelle structure de réseaux hétérogènes qui seraient capables d’absorber l’expansion rapide des réseaux de communications et d’assurer une meilleure étendue de connectivité.

4.1

Introduction aux réseaux hétérogènes

Les ressources fréquentielles demeurent toujours rares et coûteuses, ce qui constitue un gros problème devant la croissance des besoins en services de communications. L’efficacité spectrale des réseaux sans fil atteint ses limites théoriques ce qui implique la nécessité d’augmenter la densité des nœuds pour améliorer la capacité du réseau. Pour résoudre ce problème, l’idée est d’ajouter des

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cellules macro aux cellules existantes. Cependant, cette solution semble apporter d’autres problèmes si le déploiement existant des cellules est déjà dense créant ainsi des interférences inter-cellules. Plusieurs alternatives se présentent:

• promouvoir la couche macro en améliorant l’accès radio par l’ajout de spectre de fréquences ou d’autres antennes, l’apport de cette solution est négligeable dans le uplink. Toutefois, cette solution reste limitée en termes de débit,

• augmenter le nombre de nœuds macro pour diminuer la distance entre les usagers et les stations de base les desservant ce qui augmente les débits dans le uplink et le downlink. Cependant, cette solution s’avère très coûteuse pour déployer de nouvelles cellules macro et trouver les positions adéquates.

Étant donné que l’idée de densifier les réseaux avec de nouvelles cellules était retenue, il reste à bien définir la façon de le faire afin de tirer le maximum de gain en efficacité spectrale sans ajouter beaucoup d’interférence et éviter les inconvénients liés aux deux solutions citées ci-haut. Il s’agit alors de déployer de nouvelles cellules à faible puissance d’émission et de plus petites tailles. Ces nouveaux réseaux combinant des cellules macro à des nœuds à faible puissance constituent les réseaux hétérogènes qu’on va appeler dans ce qui suit HetNets pour Heterogeneous Networks.