Une technologie de radio cognitive pour le partage du spectre

Publié par Redbran le 01/06/2015 à 00:00
Source: Europa

Illustration: Europa
QOSMOS: la technologie de radio cognitive optimise l'utilisation des ressources limitées du spectre

Face à l'augmentation croissante du nombre et de la diversité des smartphones et autres appareils connectés, le spectre des radiofréquences est de plus en plus sollicité. La technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de radio cognitive développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à...) dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) QOSMOS (Qosmos est une entreprise éditrice de logiciels. Elle fournit des produits et des solutions aux opérateurs télécoms, aux fournisseurs de services et aux entreprises qui permettent d’obtenir des informations sur...) financé par l'UE pourrait aider à satisfaire ces besoins tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en assurant le maintien des coûts de télécommunications (Les télécommunications sont aujourd’hui définies comme la transmission à distance d’information avec des moyens électroniques. Ce terme est plus utilisé que le terme synonyme officiel...), l'amélioration du service et le renforcement de nouveaux marchés.

Dans un avenir proche, l'industrie des télécommunications se heurtera à trois difficultés: un besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...) en radiofréquences supplémentaires, une demande en données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) sans cesse croissante et la réticence croissante des consommateurs à assumer ce coût. De plus, le spectre radio dispose de ressources limitées.

Le projet QOSMOS a résolu les problèmes relatifs aux manques de ressources et au coût en développant une technologie de radio cognitive qui optimise de manière dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) l'exploitation des radiofréquences par l'accès aux bandes inutilisées du spectre et au partage efficace du spectre entre appareils et dispositifs.

"L'idée est de surmonter les cloisonnements", explique Michael Fitch de British Telecom (En France, voir http://www.arcep.fr/index.php?id=interactivenumeros sur le site de l'ARCEP (http://www.arcep.fr).), coordinateur du projet QOSMOS. "Chaque nouveau service ou nouvelle technologie exploite une bande du spectre, et les cloisonnements se forment lorsqu'une multitude d'appareils différents utilisent plusieurs différents canaux du spectre".

Cette diversité ne permet pas une gestion efficace du spectre. Les partenaires du projet ont donc développé trois technologies: un gestionnaire central qui contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) le "portefeuille" du spectre en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel pour une région ou un pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus...) spécifique; un gestionnaire qui attribue les ressources spectrales aux systèmes individuels et analyse constamment l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...); et enfin, un terminal de radio cognitive.

Le projet a également mis au point (Graphie) un prototype d'émetteur-récepteur pour générer des formes d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) FBMC (Filter Bank Multicarrier transmission, ou modulation multiporteuse à bancs de filtres). Le procédé FBMC devrait remplacer le système de transmission OFDM (multiplexage par répartition en fréquences orthogonales), couramment utilisé à l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en...) actuelle. Dans une transmission FBMC, le spectre est réparti en blocs rectangulaires formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque voyelle se caractérise par son...) une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du...) compacte pour une utilisation plus efficace des radiofréquences.

Éviter les interférences

Le but du projet QOSMOS étant d'utiliser les bandes sous-exploitées du spectre déjà attribué, le problème majeur consiste à éviter les interférences. Un projet pilote préliminaire mené par Ofcom, l'instance de régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) des télécommunications au Royaume-Uni, utiliserait par exemple quelques-uns des aspects techniques développés dans le cadre de QOSMOS pour accéder aux fréquences libres du spectre de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire de...) TV, soit les espaces non exploités dans la bande UHF attribuée aux chaînes de télévision (La télévision est la transmission, par câble ou par ondes radioélectriques, d'images ou de scènes animées et généralement sonorisées qui sont reproduites...). Sans une gestion intelligente du spectre, les interférences provoquées par les "utilisateurs secondaires du spectre" pourraient nuire à la qualité de la radiodiffusion télévisuelle.

"Éviter les interférences exige une meilleure gestion du spectre", déclare Fitch. "Et il ne s'agit pas seulement de choisir le spectre optimal, mais aussi la forme d'ondes appropriée. Les appareils qui se connectent au réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit...) sont nombreux et très diversifiés, et chaque appareil a un besoin spécifique. Un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure,...) à usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) domotique (La domotique est l’ensemble des techniques de l'électronique, de physique du bâtiment, d'automatismes, de l'informatique et des télécommunications...), par exemple, n'a besoin que d'un faible débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) de données pour transmettre des relevés à intervalles réguliers alors qu'un boîtier décodeur peut nécessiter davantage de bande passante (La bande passante (angl. bandwidth) est un intervalle de fréquences pour lesquelles la réponse d'un appareil est supérieure à un minimum. Elle est généralement confondue avec la...) et une gestion plus complexe du spectre."

Au-delà de la technologie

Les membres du consortium QOSMOS ont non seulement développé la technologie, mais ils ont aussi sérieusement réfléchi à son mode de déploiement. Ils ont effectué une analyse de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de valeurs et élaboré des "scénarios d'utilisation" qui comparaient les coûts d'accès aux ressources sous-exploitées du spectre par rapport à l'achat d'une nouvelle bande spectrale (En astronomie, une bande spectrale désigne une partie du spectre électromagnétique que laisse passer un filtre standard. Une bande spectrale est ainsi déterminée par son profil de transmission, c'est-à-dire la fraction de...). Les secteurs où la technologie de radio cognitive pourrait être commercialisée ont également été identifiés.

Les utilisateurs primaires (à savoir disposant d'une licence) pourraient, par exemple, louer leurs bandes spectrales pendant de brèves périodes et les gestionnaires de réseau pourraient proposer de meilleurs services de gestion du spectre. Un marché complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la...) innovant dans le domaine de la micro-négociation du spectre pourrait se développer au fil du temps.

Le projet a débouché sur des évènements organisés par BT au Royaume-Uni et Microsoft (Microsoft Corporation (NASDAQ : MSFT) est une multinationale américaine de solutions informatiques, fondée par Bill Gates et Paul Allen, dont le revenu annuel a atteint 44,28 milliards de...) à Washington, DC, aux États-Unis. En France, le Commissariat à l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) atomique poursuit ses travaux de développement de l'émetteur-récepteur FBMC et plusieurs membres du consortium devraient commercialiser la technologie de gestion du spectre. Parallèlement, selon Fitch, l'autorité britannique Ofcom devrait commercialiser des fréquences libres de diffusion TV dans le courant de 2015.

Le projet QOSMOS s'est déroulé de janvier 2010 à mars 2013 et a impliqué un consortium regroupant 14 partenaires européens et un partenaire japonais. Il a bénéficié de 9,4 millions d'euros au titre du 7e programme-cadre.

Lien vers le site Web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le...) du projet: http://www.ict-qosmos.eu/
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