Gestion du spectre

Les ressources spectrales sont devenues rares, les opérateurs ne possèdent que quelques MHz de bande de fréquence sur la bande du 800 MHz et de 2,6 GHz. Il est donc nécessaire pour l’opérateur de gérer au mieux son spectre d’autant plus que, le droit d’utilisation des bandes 4G est très chère (cf. cout des licences).

Concernant les opérateurs WiMAX, on entend parler de l’utilisation prochaine de la bande de 3,5 GHz (WiMAX) pour du LTE (cela va devenir une réalité), et pour la 4G « on » espère un ré-aménagement des bandes à 700 MHz (libération TNT), mais la gestion du spectre est néanmoins un facteur prépondérant dans la couverture d’une cellule et pour maximiser le nombre d’utilisateurs pouvant être gérés par une station de base (capacité).

Le réseau 2G (accès Radio : GERAN) s’appuie sur le principe de partage de fréquence (Ingénierie Cellulaire) entre cellules. Deux cellules voisines exploitent un nombre limité de fréquences, complémentaires. L’opérateur doit donc partager la bande totale en lot de fréquences différentes pour éviter l’interférence.

C’est quoi l’interférence? Le phénomène d’Interférence est le brouillage d’une communication par une autre qui utilise la même fréquence. Exemple : lorsque vous écouter une radio FM dans une ville et que vous vous éloignez de l’émetteur,avant de basculer sur une autre radio qui émet à la même fréquence dans une autre ville, le signal devient inaudible (bruité).

Ordonnancement Cross Layer

Au laboratoire LIAS, nous travaillons sur les algorithmes d’ordonnancements pour gérer au mieux le spectre afin de maximiser la capacité de la cellule en respectant la QoS de chaque session. Nous associons à la technique d’ordonnancement du spectre radio (Couche Physique), la possibilité d’agréger plusieurs porteuses (Agrégation de porteuses) Un mémoire de Master est disponible pour ceux qui en feront la demande par mail.

J’organiserai prochainement une journée de travail sur l’eICIC et l’ordonnancement, je recherche des partenaires industriels pour animer cette journée. Contactez-moi si vous pouvez participer à cette journée (Présentation des laboratoires impliqués dans le projet et des thématiques communes avec les professionnels).

eICIC

eICIC : ‘Enhanced Inter-Cell Interference Coordination (eICIC)’

eICIC est une technologie qui a pour objectif de coordonner les signaux émis par les différentes stations de bases vers les mobiles, afin de diminuer au maximum les interférences.

Cette technologie va massivement se déployer dans les années à venir notamment :

• Lors du déploiement des FemtoCells (pour la Data 4G) chez les particuliers. L’opérateur devra gérer les stations de bases (macro-cellulles et pico-cellules) et gérer les FemtoCells (qui utilisent le spectre licencié 4G)
• Pour faire face à l’explosion de la Data (10 Exabytes de Data par mois prévus en 2016)

L’eICIC estune technique destinée à améliorer la robustesse des communications dans les cellules en minimisant les interférences. Ce contrôle des eNB et HeNB peut aussi être utilisé avec efficacité pour ajuster la couverture des stations de base, pour délester le trafic sur d’autres eNB. Cette solution est donc une activité du SON (Self Optimizing Network). C’est notamment l’approche choisi par le LIAS pour l’ordonnancement en collaboration avec XLIM-SIC pour la connaissance du canal.

Nokia Siemens Nortel a expérimenté un prototype pour préparer le réseau de télécommunication de prochaine génération (NG Telecommunication Network). Cette technologie vient en complément du CoMP (Coordinated Multi-Point) et de l’Agrégation de Porteuse.

Le CoMP est une technologie qui réduit voir annule l’interférence entre station de base et améliore les communications en bord de cellule en augmentant la puissance du signal.

L’eICIC sera commercialisé en 2013 (deuxième semestre) pour contrôler les interférences et permettre de l’équilibrage de charge.

Vers la Radio Cognitive

La radio cognitive est un système qui permet à un terminal de pouvoir interagir avec son environnement. Cela signifie que celui-ci sera capable de percevoir son environnement, de le modéliser et de s’y adapter. Il pourra donc détecter les fréquences libres et les utiliser, contribuant ainsi à une meilleure efficacité spectrale.

Dans le cadre de la radio-cognitive, le terminal embarque aussi de l’intelligence, alors que pour la 4G ce sont encore au niveau de la eNb que se fait le contrôle des fréquences et de la puissance. La radio-cognitive sera utilisée pour le système 5G.