L’ISAC (Intégration de la détection et de la communication) est un concept permettant d’intégrer les capacités de communication et de détection dans un même système de manière cohérente et efficace : il s’agit de percevoir et d’analyser l’environnement à l’aide des signaux radio utilisés pour la communication. Ce concept est apparu dans la R.16 et des faisabilités sont présentées pour la 5G-Advanced, mais la fonction ISAC devrait être déployée dans le cadre de la 6G.

1. Concept de base : détection et communication avec un même signal

Traditionnellement, les réseaux de communication utilisent des ondes radio pour transmettre des informations. Avec le concept ISAC, ces signaux ne sont pas uniquement utilisés pour la communication, mais également pour détecter des objets dans leur environnement.

• Détection par onde radio : Grâce aux ondes radio émises par les stations de base et les appareils connectés, le concept ISAC consiste à récupérer des informations sur la position, la forme, le mouvement, et d’autres caractéristiques des objets. Cela peut inclure la détection de la vitesse (effet Doppler), la direction (Angle d’arrivée) et même la présence d’obstacles ou de personnes dans un espace donné.
• Exploitation de la propagation des ondes : Les signaux radio ne sont pas seulement conçus pour être reçus. Ils peuvent aussi interagir avec leur environnement, par exemple, en se réfléchissant sur des surfaces, ce qui permet de « voir » au-delà de la ligne de vue directe.

2. Composants du concept ISAC

Le concept ISAC repose sur plusieurs technologies clés :

• Capteurs et antennes multi-usages : Les stations de base et autres équipements de communication 5G/6G intégreraient des antennes et des capteurs capables de fonctionner à la fois pour la communication sans fil et pour la détection d’objets ou de mouvements. Ces antennes pourraient avoir des capacités de mesure précises et permettre une analyse radar.
• Traitement du signal avancé : Les signaux radio doivent être analysés et traités pour extraire des informations utiles. Cela implique des algorithmes avancés de traitement du signal pour identifier des objets, mesurer leur distance ou leur vitesse, et même reconstituer des cartes de l’environnement.
• Fusion de données : Le concept ISAC combine les données issues des capteurs de détection avec les données de communication afin de fournir des informations complètes. Par exemple, une personne dans une pièce peut être détectée à la fois par un radar intégré dans le réseau et par des dispositifs connectés à Internet, permettant une meilleure cartographie de l’environnement et des interactions avec les objets.

3. Applications du concept ISAC

Le concept ISAC ouvre la voie à de nombreuses applications innovantes dans différents domaines :

• Réalité augmentée et virtuelle (XR) : Avec l’ISAC il sera possible de créer des expériences immersives et interactives en détectant les mouvements de l’utilisateur et en réagissant en temps réel. Les objets et les environnements virtuels pourraient être ajustés automatiquement en fonction des mouvements et de la position réelle de l’utilisateur.
• Jumeaux numériques : Dans les environnements industriels, les réseaux ISAC pourraient être utilisés pour créer des modèles numériques (jumeaux numériques) des machines, des personnes ou des objets. Ces modèles seraient mis à jour en temps réel en fonction des données collectées par le réseau.
• Sécurité et surveillance : Le concept ISAC pourrait offrir des capacités avancées pour la détection de personnes, d’objets ou de véhicules dans un environnement. Cela pourrait être utilisé dans des applications de surveillance, telles que la détection de comportements suspects, l’analyse de foules, ou encore la gestion du trafic.
• Optimisation de la gestion du réseau : Le concept ISAC permettrait de surveiller l’état du réseau de télécommunications et d’identifier des problèmes potentiels, tels que des obstacles physiques ou des interférences dans l’environnement radio.

4. Défis techniques

Bien que le concept ISAC présente un potentiel énorme, plusieurs défis doivent être surmontés pour en faire une réalité opérationnelle :

• Précision de la détection : Le traitement des signaux radio pour identifier des objets ou mesurer des distances de manière précise est complexe et nécessite des technologies de traitement du signal très avancées.
• Coordination entre communication et détection : Intégrer les fonctions de communication et de détection sans interférer avec l’une ou l’autre est un défi majeur. Par exemple, il faut gérer la manière dont les signaux utilisés pour la communication affectent la capacité du système à détecter des objets, et vice versa.
• Sécurité et confidentialité : La collecte de données sur l’environnement nécessite de garantir que ces informations sont protégées contre les intrusions et utilisées de manière éthique. Des mécanismes de protection de la vie privée et de sécurité seront essentiels pour assurer la confiance dans l’ISAC.
• Normes et régulations : Comme pour toutes les nouvelles technologies, des normes et des protocoles doivent être mis en place pour garantir l’interopérabilité des équipements et la sécurité des réseaux utilisant l’ISAC. ETSI travaille sur la normalisation de l’ISAC afin de définir les spécifications et d’assurer l’interopérabilité des technologies à venir.

Dans les prochains articles, nous verrons les définitions du concept ISAC puis des cas d’usages proposés par la 3GPP.