Un système d'aide à la décision 5G du LIST pour le Luxembourg

Le LIST est à la pointe de la recherche sur la 5G avec plusieurs projets menés en parallèle qui se concentrent sur différents aspects des technologies de la télécommunication. L'un d'entre eux, nommé 5G-EMIT, soutient actuellement le déploiement de la 5G au Luxembourg, mais a également pour objectif d'utiliser le modèle du Grand-Duché comme un potentiel exemple d’application à d'autres pays à l'avenir.

Mais en quoi consiste le projet 5G-EMIT ? Sébastien Faye, chercheur au sein du département ITIS (IT for Innovative Services) et chef du projet explique : « L'idée est de fournir un système d'aide à la décision pour faciliter le déploiement des réseaux 5G et autres applications. La spécificité de ce système est de prendre en compte les contraintes de déploiement essentielles qui sont liées à la 5G, en mettant notamment l’accent sur l’exposition aux RF-EMF (radiofréquences – émissions de champs électromagnétiques) ».

En effet, 5G-EMIT a pour objectif de proposer et de valider une solution de planification réseau pilotée par les données afin de recommander des stratégies optimales de déploiement réseau, tout en tenant compte des limites RF-EMF et des différentes fonctionnalités offertes par les nouvelles technologies 5G. Ce système d'aide à la décision aura pour but de faciliter le déploiement, la conformité et la durabilité de la 5G au Luxembourg.

Un petit peu d'histoire

Afin d'expliquer davantage le projet, Sébastien revient sur l'histoire et le contexte du secteur cellulaire : « Tous les humains qui se déplacent autour des systèmes de communication sans fil sont soumis à une exposition à un champ électromagnétique. Nous parlons de Wi-Fi, de Bluetooth, de communications cellulaires, qui alimentent d’ailleurs un large débat depuis des années. Dans le cas des communications cellulaires, c'est un petit peu plus compliqué car elles sont réglementées. Donc, en tant qu'opérateur, si vous voulez déployer une antenne 5G ou 4G, ou une autre antenne de communication cellulaire, vous devez rester dans le cadre réglementaire. Par exemple, le cadre peut permettre le déploiement d’une antenne mais avec certaines limites. C'est ici un défi car nous avons affaire à de nouvelles technologies de communication qui se comportent différemment. Nous devons donc nous assurer que nous pouvons toujours rester dans ces limites ».

Dans certains cas et dans certains pays, les limites ont été fixées à un niveau extrêmement bas, rendant impossible le déploiement d’antennes 5G en raison de la saturation de l’exposition aux RF-EMF et des interférences.

 « De ce fait, l'opérateur doit diminuer la puissance des antennes 5G de façon à réduire l'exposition, mais bien sûr, cela réduit les performances. C'est un problème complexe, qui existait déjà avec la 4G, la 3G, la 2G, etc., mais qui était plus facile à gérer avec ces précédentes générations de communication cellulaire. Ces antennes étaient en effet passives et leur comportement constant. Elles émettaient toujours un signal dans les mêmes directions, avec la même puissance, etc.», poursuit Sébastien.

Avec la 5G, la nouveauté réside dans le fait que toutes les antennes sont pleinement actives, ce qui signifie qu’elles sont dynamiques dans le temps et l'espace. Au lieu d'avoir un unique faisceau couvrant un grand nombre d'utilisateurs, nous avons de très petits faisceaux ciblant des utilisateurs spécifiques et différents. L’application des méthodologies utilisées pour les anciennes générations ne fonctionneraient donc pas avec la 5G – ou conduirait à une surestimation.

Pour en revenir au projet 5G-EMIT, Sébastien précise : « Nous couvrons beaucoup d’aspects sur ce sujet, dans ce que j'appellerais la planification et la conception d'un réseau tenant compte des champs électromagnétiques. L'objectif est de prendre spécifiquement en compte les nouvelles technologies qui viennent avec la 5G, et ensuite de voir la meilleure manière pour suivre les exigences du cadre réglementaire, mais aussi fournir des recommandations ».

La collaboration avec Proximus au Luxembourg

Sébastien explique que ce projet est soutenu par Proximus Luxembourg, qui détient la marque Tango et agit en qualité de sous-traitant au sein du projet : « Proximus nous soutient dans le déploiement, les aspects expérimentaux et les exigences relatives au projet. Par exemple, nous avons récemment remis un rapport résumant les méthodes d'évaluation de l'exposition aux RF-EMF, le cadre réglementaire et de nombreux aspects liés au contexte de 5G-EMIT. Proximus a examiné ce rapport et nous soutient fortement. Ils agissent en tant que fournisseur de réseau pour le projet ».

Les chercheurs collaboreront également avec d'autres entités au Luxembourg dans le cadre de ce projet, financé par le Service des Médias et des Communications (SMC) suite à un appel à projets lancé il y a deux ans. Ils travailleront aussi très probablement avec d'autres projets financés dans ce contexte. 5G-EMIT est d’ores et déjà en communication avec l’un d’eux, géré par le SnT de l’Université du Luxembourg.

Alors, que propose exactement cette plateforme ? L’objectif est d’avoir une interface utilisateur graphique disposant d’un tableau de bord avec des cartes montrant différentes stations de base et installations. Pour chacune d’elles, le but serait de disposer d'un système qui permette d’évaluer leur conformité en temps réel. Plus important encore, la plateforme offrira la possibilité de déployer virtuellement de nouvelles antennes, en combinant simulations, émulations et analyses de données.

« Si je suis un opérateur et que je veux déployer une nouvelle antenne, quel serait le meilleur choix et comment procéder ? Je dois tenir compte de nombreuses contraintes comme le niveau des RF-EMF et l’incapacité de déployer des antennes dans certains endroits, mais aussi la couverture et la performance. Il y a donc de nombreux indicateurs, et cet outil sera un moyen de recommander, sur la base des configurations, des sites de déploiement aux opérateurs. Cela est actuellement fait au Luxembourg, mais principalement de manière manuelle », explique Sébastien.

Sur les cinq phases du cycle de vie du déploiement de la 5G (voir la figure ci-dessous), le projet se concentrera particulièrement sur les phases de planification et de conception. Les trois autres phases, à savoir le déploiement, l'exploitation et la maintenance, relèvent davantage de la responsabilité des opérateurs dans le cadre de ce projet.

Exporter la recherche 5G-EMIT

« D'un point de vue scientifique, l'objectif est d’aller au-delà de ce qui existe aujourd'hui. Cette méthodologie serait tout à fait unique en Europe, de sorte que si nous avons une situation similaire en Belgique, en France ou dans n'importe quel pays de l'Union Européenne, nous pourrions exporter cette méthodologie. Nous voulons utiliser de nouvelles méthodes qui pourraient être basées sur l'intelligence artificielle, l'optimisation. L’objectif est d'évaluer l'exposition d’une antenne spécifique dans un certain ensemble de circonstances, et de soutenir son déploiement optimal pour répondre à une application définie - comme la mobilité connectée par exemple », conclut Sébastien.

Pour plus d’informations sur 5G-EMIT, consultez la page projet.