Le CEA-Leti mise sur les technologies spatiales pour tester la 5G aux JO... de 2018

"5G Champion". C’est le nom du projet de démonstrateur de réseau 5G pour les prochains jeux olympiques d’hiver qui se dérouleront en février 2018 à PyeongChang, en Corée du Sud. Lancé en juin 2016 avec un budget de 3 millions d’euros sur deux ans, il associe 21 partenaires européens et coréens, dont Nokia, Thales Alenia Space, Telespazio, Korea Telecom, Clever Logic et InSoft. Il est piloté par le CEA-Leti, le laboratoire d’électronique du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA).

100 Mbit/s pour l’utilisateur

"Nous voulons démontrer le fonctionnement de la 5G avec des stations de base embarquées dans des camions couvrant une zone de quelques centaines de mètres carrés, explique Emilio Calvanese Strinati, directeur de recherche sur les télécoms et objets intelligents au CEA-Leti à Grenoble. Nous mettrons en place un banc de test pour vérifier les performances en termes de débit, de temps de latence ou encore de précision de géolocalisation. Nous utiliserons des terminaux Wi-Fi et 4G adaptés à ces besoins."

La prochaine génération de mobiles 5G, dont la normalisation devrait débuter en 2017 pour l’interface radio et en 2018 pour le cœur de réseau, est attendue sur le plan commercial à l’horizon 2020. Le projet 5G Champion vise à démontrer la capacité d’atteindre un débit de 2,5 Gbit/s au cœur du réseau et 100 Mbit/s pour l’utilisateur, un temps de latence de 1 à 2 millisecondes et une précision de géolocalisation de l’ordre de 1 mètre.

Le spatial peut couvrir 80% des besoins de la 5G

L’un des défis réside dans le frontal radiofréquence, c’est-à-dire la chaine de composants qui assure l’émission et la réception radio. Alors que la 4G tourne à moins de 5 GHz, le démonstrateur 5G fonctionnera à 28 GHz, l’une des bandes de fréquences à ondes millimétriques envisagées pour la 5G. "A ce niveau élevé de fréquences, le signal s’affaiblit plus vite, analyse le chef du projet. Il faut trouver le moyen de compenser cette atténuation. Les composants radio de la 4G sont inadaptés. Il faut en utiliser de nouveaux."

Pas besoin de les développer tous. Certains existent déjà mais ailleurs : dans le spatial, où les communications radio font appel justement à la bande de 28 GHz. "Nous pouvons couvrir 80% des besoins de notre projet en utilisant des composants radio issus du spatial, quitte à les adapter, estime Emilio Calvanese Strinati. Nous sommes déjà dans l’étape de sélection." Une orientation qui explique la participation au projet de deux industriels du spatial : Thales Alenia Space et Telespazio.

une Antenne à un millier d'éléments

Le CEA-Leti concentre ses travaux de développement sur les trois chainons manquants : l’émetteur-récepteur, qui assure l’interface d’émission et de réception de signal radio, le système antennaire et l’algorithme d’optimisation des émissions et réceptions radio. L’antenne, considérée jusqu’ici comme un vulgaire élément passif, devient un composant clé de la chaine radio. Au lieu d’un composant monobloc, les chercheurs du CEA-Leti étudient des systèmes complexes composés d’une multitude d’éléments (jusqu’à un millier). Un algorithme détermine en temps réel les composants à privilégier pour optimiser la transmission radio. Un procédé qui vise à compenser l’atténuation du signal en le concentrant sur le chemin radio le plus efficace. Ce développement n'en est qu'au stade du prototype de laboratoire. Il s’annonce long et nécessitera énormément de modélisation et d’itérations avant d'arriver à un système optimal... Pour certains, la course des JO de PyeongChang est déjà lancée.