Le modèle de propagation radio d’Orange, essentiel dans l’élaboration des réseaux mobiles

modèle de propagation radio d'Orange - Orange’s radio propagation model
• Réflexions, atténuations, interférences : comment une onde électromagnétique se propage-t-elle dans différents environnements ? Cette information, essentielle à l’activité d’opérateur télécom, se détermine à l’aide d’un modèle de propagation radio.
• Commercialisé, l’outil interne développé par Orange est produit leader sur son marché depuis plusieurs décennies. En constante évolution, il utilise désormais l’IA et des données de crowdsourcing.

Un opérateur comme Orange doit satisfaire ses clients et respecter les objectifs de couverture et de qualité de service fixés par les régulateurs. Cependant, la propagation des ondes électromagnétiques utilisées pour communiquer est influencée par un grand nombre de paramètres physiques qui changent selon l’environnement. Ainsi, en milieu urbain dense, du fait des nombreuses réflexions, une onde se subdivise en plusieurs sous-ondes, que l’antenne doit ensuite rassembler pour en tirer un signal – c’est la raison pour laquelle les antennes sont plus rapprochées en ville. En milieu rural, les forêts provoquent dès l’arrivée du printemps un phénomène appelé « l’effet feuille », qui absorbe les signaux. La surface de l’eau en bord de mer, les milieux montagneux ont eux aussi leurs propres effets physiques sur les ondes.

Tous ces paramètres ont un impact sur la couverture et la qualité du réseau mobile. Pour les anticiper et adapter l’infrastructure en conséquence, on développe des modèles capables de simuler la propagation des ondes. Dans le cadre de de la conception et de l’optimisation de son réseau mobile, Orange a développé son propre modèle de propagation radio innovant.

Le modèle de propagation radio d’Orange est semi-empirique : il est basé à la fois sur des modélisations mathématiques et physiques, et sur les données mesurées et collectées dans le réseau.

L’état de l’art

De l’expertise mêlée de mathématiciens, de physiciens, de développeurs, naît à Belfort dans les années 90 le modèle de propagation radio d’Orange, qui fera date. Benoît Badard, responsable du département Ingénierie Radio et Performances Réseau chez Orange, raconte : « L’outil, développé au départ pour un usage interne au Groupe Orange, intéresse rapidement de nombreux acteurs de l’écosystème de l’ingénierie radio. À l’époque, les modèles existants sont principalement académiques ; or celui-ci se présente comme un modèle semi-empirique : il est basé à la fois sur des modélisations mathématiques et physiques précises, et sur les données mesurées et collectées dans le réseau. Le produit devient rapidement le leader mondial du marché. » Aujourd’hui, via des contrats de licences, le modèle d’Orange sert 26 filiales du Groupe et 300 clients dans le monde : opérateurs, TowerCo, fournisseurs d’équipements radio, sociétés de services, autorités de régulation, milieux académiques…

modèle de propagation radio d'Orange - Orange’s radio propagation model

Un outil structurant du réseau

Au sein d’Orange, ces modélisations fines sont intégrées dans différents outils. C’est notamment grâce à elles que sont réalisées les cartes de couverture marketing du réseau mobile. Au quotidien, le modèle d’Orange sert au travail des designers radio : installation et dimensionnement de nouveaux sites, reconfiguration de l’environnement en cas d’incident, paramétrage des antennes, optimisation, etc. Le modèle est même l’une des briques technologiques permettant de prévenir en amont des déploiements les éventuelles problématiques d’exposition aux ondes électromagnétiques (EMF). Il se distingue de ses concurrents par sa grande précision et sa capacité à couvrir des environnements spécifiques comme le ferroviaire, les routes, les milieux montagneux et maritimes, etc., sur une large bande fréquentielle, de 200 MHz à 40 GHz, ce qui couvre toutes les technologies radio déployées sur Terre.

Data, IA : le modèle évolue

Aux mathématiciens, aux physiciens, aux développeurs s’ajoutent désormais les data scientists. « Du fait de notre activité d’opérateur, nous disposons d’un grand volume de données de , issues de l’exploitation du réseau. En combinant les meilleurs modèles d’IA et les équations les plus pertinentes pour chaque type d’environnement, nous pouvons utiliser ces données pour précalibrer notre modèle. Auparavant, la calibration se faisait au moyen de drive tests : des personnes se déplaçaient sur le terrain, en van, pour effectuer des mesures et les comparer aux simulations. En exploitant les données remontées quotidiennement, il sera possible, via l’automatisation et l’IA, d’éviter les effets de dérives entre chaque calibration. Autrement dit, le modèle s’en trouvera non seulement plus fin, mais aussi plus stable dans la durée. »

modèle de propagation radio d'Orange - Orange’s radio propagation model

Un avenir radio

Annoncée au dernier Mobile World Congress, cette nouvelle version du modèle d’Orange sera commercialisée au quatrième trimestre 2024. Les équipes travaillent à enrichir la technologie en recourant à l’IA, la data et l’automatisation. Elles anticipent aussi les tendances du marché. Accompagnant l’essor des solutions de type Software As a Service (SaaS), Orange envisage déjà de proposer son modèle, associé à diverses fonctionnalités de design radio, en microservice.

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