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La 5G devient encore plus polyvalente avec une nouvelle interface radio

La 4G a marqué un progrès majeur dans la rapidité de l'accès mobile à Internet, mais son successeur devra s'adapter à une multitude d'appareils aux capacités et aux besoins différents, tous reliés à l'Internet des objets. Le projet FANTASTIC-5G a mis au point une interface radio capable de configurer chaque connexion en fonction des besoins de chaque appareil ou service.

Économie numérique

L'ère du tout-connecté arrive: montres, réfrigérateurs, fours, voitures, capteurs et bien d'autres types d'appareils, tous bénéficieront de la connexion à Internet et entre eux. Cependant, pour que tout fonctionne correctement, il faut surmonter une difficulté majeure: «Chaque appareil et type d'usage imposent des contraintes particulières au système», explique le Dr Frank Schaich, chercheur ingénieur chez Nokia Bell Labs et coordinateur du projet FANTASTIC-5G . «Ce pourra être un délai de réponse extrêmement court ou un débit très élevé, ou bien une connexion à très faible consommation afin d'optimiser l'autonomie de la batterie.» Les réseaux 5G devront donc être capables de s'adapter à cette diversité, et il faudra y intégrer des capacités et des configurations d'adaptation, dès les premières étapes du développement. À défaut, certains appareils et usages seront inévitablement laissés de côté. Le consortium du projet FANSTASTIC-5G voulait absolument éviter cette situation. Contrairement à la norme LTE, définie autour de la cellule réseau et manquant de souplesse, le projet FANSTASTIC-5G a centré son concept sur l'utilisateur. L'équipe du projet a commencé par déterminer et analyser les catégories de services envisagées pour la 5G, puis a déterminé les solutions nécessaires pour les satisfaire efficacement. Les travaux ont continué par la conception puis les tests approfondis. «Notre projet a consisté à développer et tester les solutions et les configurations spécifiques pour permettre au système de répondre à toutes les exigences prévisibles. Nous avons analysé les dépendances, et déterminé les moyens nécessaires pour les intégrer efficacement au système dans son ensemble. En conséquence, notre proposition d'interface radio multiservices est capable de gérer simultanément et de manière personnalisée différentes catégories d'appareils, avec leurs usages propres, sans gaspiller des ressources», souligne le Dr Schaich. L'interface radio peut ainsi configurer automatiquement la connexion entre le réseau et les différents appareils, en fonction de leurs exigences, par exemple la procédure d'accès à utiliser, les états RLC requis, etc. Le projet propose également des procédures de gestion ainsi que des décisions fondamentales de conception, grâce auxquelles le système peut multiplexer efficacement les divers types d'usage. Le projet a conduit sept campagnes de simulation pour évaluer son interface radio et vérifier qu'elle autorise une capacité élevée, une latence très faible, une fiabilité élevée, la gestion d'appareils économiques et faible consommation, l'accès en masse, une couverture générale, une grande mobilité, et surtout la coexistence intrabande des services. Le Dr Schaich souligne que les chercheurs ont conduit des simulations numériques au niveau de la liaison et du système, afin d'évaluer les avantages de l'interface radio du projet, et que quelques techniques ont été implémentées au niveau du matériel. Les chercheurs ont aussi utilisé des outils numériques, notamment pour déterminer les limites théoriques. Le projet s'est traduit par plus de 80 publications présentées lors de conférences majeures sur les TIC, et par d'importante contributions à la standardisation 3GPP. Les chercheurs ont déposé 13 demandes de brevet relatives à diverses parties de l'interface comme la conception de la forme d'onde, le codage de superposition et les récepteurs améliorés. Le projet de suivi ONE5G est déjà en cours. Il implique les partenaires du projet FANTASTIC-5G ainsi que de nouveaux membres.

Mots‑clés

FANTASTIC-5G, 5G, 4G, Internet des objets, interface radio, ONE5G

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