Problèmes de déploiement dans les réseaux mobiles – DEMON

Pendant des décennies, l'étude des réseaux cellulaires s'est limitée à des études analytiques et à des simulations. En effet, la réalisation d'expériences sur des réseaux cellulaires opérationnels était réservée à des études très spécifiques menées par des opérateurs, et la construction d'un banc d'essai pour réseaux cellulaires semblait prohibitive, compte tenu du coût des équipements. Cependant, des implémentations ouvertes de l'architecture cellulaire, telles que srsRAN, fonctionnant sur des ordinateurs standard et utilisant des radios logicielles relativement bon marché, ont récemment fait leur apparition. Par conséquent, le projet comporte une importante composante expérimentale, une partie méthodologique originale dans l'étude des réseaux cellulaires, basée sur une plateforme expérimentale utilisant srsLTE, composée d'un cœur de réseau et de plusieurs stations de base opérationnelles, fonctionnant sur des équipements USRP NI 2901. Cette plateforme peut fonctionner sur des ordinateurs fixes, mais elle intègre également un robot terrestre Diablo. L'intégration de drones a donné des résultats mitigés, car l'équipement USRP est relativement lourd et coûteux, et son transport par drone n'est pas totalement sûr. Ces résultats expérimentaux complètent un ensemble complet de simulations, réalisées sur un simulateur à évènements discrets spécialement développé pour cette tâche.

Le projet a démontré expérimentalement la faisabilité de la migration du contexte utilisateur d'une station de base mobile à une autre, sans interruption de service perceptible pour les utilisateurs. Nous avons étudié l'utilisation des stations de base mobiles dans plusieurs scénarios : i) interventions des premiers secours, avec ou sans infrastructure fixe préexistante ; ii) réseaux tactiques soumis à des contraintes de sécurité strictes ; iii) réseaux mobiles commerciaux en zone urbaine ; iv) fournisseurs de services souhaitant déployer leur propre infrastructure. Dans tous ces cas d'utilisation, l'intégration de stations de base mobiles a permis d'obtenir des gains significatifs au niveau de plusieurs métriques, tels que le débit réalisable, la qualité de service et les coûts opérationnels.

La mise en place d’un lien backhaul fiable entre les stations de base mobiles et le réseau cœur reste un verrou actuellement, mais le développement des techniques de beamforming peut représenter une solution potentielle.

L’adoption des stations de base mobiles peut représenter un vrai changement de paradigme dans le monde des réseaux cellulaires, avec une réduction importante des coûts. Cela peut démocratiser l’accès au marché du réseau mobile, en permettant l’émergence de nouveaux acteurs. De manière générale, cette évolution architecturale peut améliorer la connectivité dans des situations difficiles, tout en diminuant son coût financier et environnemental.

Les réseaux cellulaires jouent désormais un role majeur dans notre société, en se remarquant par une évolution rapide des standards, des produits et des services proposés. Cependant, une constante pendant cette évolution de plus de trois décennies a été la stratégie de planification et de déploiement employée par les opérateurs afin de fournir de la couverture et du débit aux utilisateurs. Des évolutions récentes, en termes de miniaturisation des équipements, de virtualisation des réseaux et d'autonomie des véhicules, sont en train de modifier profondément cette vision. Dans ce contexte, le projet DEMON propose une évolution majeure des architectures de réseaux cellulaires, en employant des stations de base mobiles. L'objectif principal du projet DEMON est de concevoir des solutions dédiées pour cette nouvelle architecture, en démontrant les avantages d'une solution auto-deployable et en résolvant les verrous scientifiques et techniques de cette nouvelle paradigme de réseaux cellulaire