"Le modèle développé par Orange est à ce jour le seul à intégrer et à caractériser la diversité spatio-temporelle des canaux de propagation."
Orange développe son propre modèle de propagation depuis les années 1990, avec une première mise sur le marché en 2007. Il constitue aujourd’hui un « mètre-étalon » dans le domaine, et est considéré comme le meilleur modèle au monde, servant de support à la conception et à la maintenance de la majorité des réseaux 3G et 4G actifs aux quatre coins de la planète. Près de 300 clients l’utilisent : des opérateurs et des constructeurs en grande partie, ainsi que des organismes de régulation.
Un modèle de pointe et évolutif
Distribué sous forme de licence logicielle à travers les trois plateformes d’ingénierie radio de référence dans le monde (Infovista Planet, Teoco Asset, Forsk Atoll), le modèle Orange est soumis à un travail de recherche et d’amélioration continu. Une démarche d’optimisation essentielle pour garantir son maintien à jour et son efficacité, pour s’assurer qu’il colle au plus près de la réalité et pour réduire toujours plus les temps de calcul associés, malgré des algorithmes toujours plus complexes.
En 2018, un nouveau jalon historique est franchi dans la mise à jour du modèle avec le lancement de la version 500, qui le rend encore un peu plus unique sur le marché de l’ingénierie radio.
Les conditions d’exploitation du standard 5G changent en effet la donne et induisent une mise à niveau, pour ne pas dire une montée en gamme, substantielle du modèle.
Taillé pour les hautes fréquences
Avec l’exploitation de fréquences plus élevées et la mise en œuvre de technologies de focalisation du Massive MIMO, la 5G constitue une rupture majeure en termes de performances des réseaux mobiles. Elle l’est aussi dans le monde de la propagation : là où le bon fonctionnement d’un système à une seule antenne ne dépend que de l’intensité du signal, le massive MIMO, qui met en œuvre une multiplicité d’antennes, exploite les propriétés spatio-temporelles de la propagation. Cette diversité doit donc être intégrée dans le modèle : « celui-ci simule toujours l’intensité du signal, mais doit désormais restituer la façon dont elle se décompose, expliquent Benoit Riche et Yohann Bénédic, ingénieurs de recherche chez Orange, afin de préciser quelles proportions arrivent en direct ou non, avec quels retards… Plus précisément, il s’agit d’établir la réponse impulsionnelle du canal de propagation, c’est-à-dire de décomposer le signal reçu en multi-trajets. Là où nous n’avions pas besoin de simuler ce phénomène parce que les technologies ne l’exploitaient pas, il faut désormais le faire avec la 5G qui l’utilise pour augmenter les débits. Et le modèle développé par Orange est à ce jour le seul à pouvoir réaliser ces simulations directes de la diversité. »
Simulations 4D de la propagation
En plus de l’intensité et de la diversité, la version 500 est capable de simuler d’autres caractéristiques des canaux de propagation : déphasages, changements de polarisation, délais, etc. En somme, établir une simulation de la propagation radio « en 4D », au sein de laquelle la topographie 3D (hauteur du terrain, forme réelle des bâtiments), les matériaux naturels et superficiels, les quatre phénomènes de propagation ainsi que la disposition des antennes MIMO sont pris en considération. « Des caractéristiques qui étaient négligées dans les précédentes générations de réseaux ont aujourd’hui un impact significatif dans le standard 5G et il a fallu développer et intégrer de nouveaux modules pour les simuler. Par exemple la végétation et certains phénomènes naturels notamment comme les hydrométéores. Et plus les fréquences exploitées augmentent, plus nous sommes dépendants de la précision de la forme des bâtiments : par exemple, le modèle, dans sa version actuelle, est le seul au monde à tenir compte de la percée de la Grande Arche de la Défense. »
Garant de la performance des réseaux
Toutes ces avancées dans la modélisation de la propagation des ondes radio sont essentielles en prévision des déploiements 5G et pour garantir l’efficacité des futurs réseaux. En procurant des simulations de très haut niveau en termes de réalisme et de précision, le modèle ouvre la voie à un dimensionnement et à une planification au plus juste des systèmes radio. Au-delà, et combiné à d’autres outils d’ingénierie radio tels que des solutions d’optimisation antennaire, il peut être appliqué à d’autres cas d’usage, pour améliorer la couverture de réseaux existants notamment. Avec la version 500, la 5G part sur de bonnes bases.
De la recherche à la distribution du logiciel par les partenaires, ce modèle illustre comment Orange partage et propose ses innovations aux écosystèmes, sur tous les marchés dont le B2B.
