Cahier de l'ANR n°1 : Nomadisme et Ubiquité
-
Upload
think-digital -
Category
Documents
-
view
217 -
download
0
Transcript of Cahier de l'ANR n°1 : Nomadisme et Ubiquité
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
1/128
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme
numrique
Les cahiers de lANR - n 1
juin 2009
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
2/128
Ce premier cahier a t conu et ralis
par Patrick-Yves Badillo et Franck Tarrier.
Nous remercions Bertrand Braunschweig, Marie-Ange Folacci,
Louis Laurent, Nakita Vodjdani, les membres du Comit scientifiquesectoriel STIC et lensemble des responsables de programmes.
Nos remerciements vont galement aux porteurs de projet qui ont
accept la responsabilit de remplir les fiches.
Les cahiers de lANR traitent de questions thmatiques
transverses aux diffrents appels projets de lANR.
Cette collection met en perspective les recherches, les
innovations et les avances technologiques en cours
dans un domaine spcifique. Quels sont les enjeux tech-
nologiques, socitaux, conomiques, prospectifs ? Quel-
les sont les actions de lANR ?
Sans prtention dexhaustivit, lobjectif est dexpliciter les
grandes problmatiques. Il est fait rfrence diffrents
projets de recherche financs par lANR. Une prsentation
synthtique des projets est propose.
Chaque cahier permet donc dapprofondir la connaissance
scientifique du domaine choisi. Il est utile pour les chercheurs,
les dcideurs mais aussi pour un large public. Limportance
et la diversit des projets de recherche et des quipes
scientifiques sont ainsi mises en lumire.
Une version en ligne est galement disponible: www.agence-nationale-recherche.fr
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
3/128
cahier de lANR
1
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
LANR finance des projets de grande qualit. Il est donc important
que lANR mette en perspective les rsultats marquants et les avan-
ces scientifiques lis ces projets. En complment des colloques
de bilans organiss mi-parcours et la fin de chacun de ses pro-
grammes, la collection des cahiers a pour objectif de prsenter lac-
tion de lANR sur des grands domaines thmatiques transverses.
Ce premier cahier prsente les rsultats obtenus par un ensemble
de projets portant sur des sujets de recherche en relation avec les-
sor de la socit ubiquitaire. Les technologies pour la mobilit ont
connu une acclration impressionnante au cours de la dernire d-
cennie. Au-del de la mobilit proprement dite, ce cahier met en
avant des ides mergentes relatives aux concepts de socit ubi-quitaire et de nomadisme numrique.
Il montre, galement, comment les avances technologiques peu-
vent apporter des solutions des problmes fondamentaux de notre
socit. Ainsi, la gestion des frquences est une question de scu-
rit pour sauver des vies humaines lors des interventions des forces
de scurit civile ; linternet des objets dbouche sur des applications
dans le domaine de la sant; les technologies mobiles sont utiles
pour aider les victimes de la maladie dAlzheimer ou contribuent la
protection de la biodiversit de notre plante. Enfin, les projets de re-cherche soutenus par lANR permettent aux entreprises de prparer
leur comptitivit de demain, par exemple, grce au dveloppement
de nouveaux services de communication mobile.
Les projets prsents, financs en raison de leur excellence scienti-
fique et technique, sont issus dappels projets de diffrents dpar-
tements thmatiques de lagence, ainsi que du Programme Blanc.
Lapproche transversale et interdisciplinaire retenue pour concevoir
ce cahier montre toute la complmentarit et lutilit socitale de la
grande varit des projets prsents.
Au service de la science et de la technologie, lANR apporte sa pierre
ldifice des connaissances et des innovations afin de rpondre aux
besoins de notre socit. Les cahiers de lANR devraient permettre
au plus grand nombre dapprhender les actions de recherche sou-
tenues par lANR sur des sujets essentiels pour notre futur.
Jacqueline Lecourtier
Directeur gnral de lANR
p
rface
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
4/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
2
rsu
m
Une agence de dveloppement de la re-
cherche est aussi la vigie scrutant le futur. Iden-tifiant les grandes volutions technologiques et
socitales, elle doit, longtemps lavance, car
la comptitivit des prochaines dcennies se
joue aujourdhui, analyser les tendances
lourdes et financer les recherches dans les do-
maines porteurs.
Ce cahier apprhende lmergence de la
socit ubiquitaire : les rseaux mobiles, les
RFID, les rseaux de capteurs et, dune faongnrale, lensemble des STIC (Sciences et
Technologies de lInformation et de la Commu-
nication) constituent un facteur cl, fondamen-
tal, du paradigme techno-conomique en
dveloppement.
Ce cahier met dabord en perspective les no-
tions de mobilit, dubiquit et de nomadisme.
Toutes les tudes prospectives des grands
pays occidentaux le montrent: la socit ubi-
quitaire (concept dfini notamment par le Ja-
pon) et ses rseaux se mettent en place. Les
rseaux ubiquitaires apportent des solutions
gnriques dans de trs nombreux domaines,
comme la sant par exemple.
Les enjeux technologiques ont trait la mise
en place des infrastructures des rseaux du fu-
tur, la valorisation des frquences. Au-del
des rseaux, cest lensemble de la chane de
la valeur qui est en mutation. Le domaine eststratgique pour la France dont la position est
de plus en plus difficile maintenir dans un
contexte de concurrence exacerbe.
Limpact conomique se mesure aussi en
termes de consommation et de modes de vie.
Lre de laccs et de la mobilit devient une
ralit de plus en plus forte, porte par la g-
nration internet.
Les enjeux socitaux sont majeurs. Intelligen-
ce ambiante, capteurs, RFID et autres techno-
logies en cours de dveloppement conduiront
dans un futur proche une nouvelle gestion
des grandes infrastructures de transport, desant, dducation, par exemple
Quelles sont les actions de lANR dans ces
domaines?
Par rfrence quatre thmatiques - les
technologies gnriques pour la mobilit, les
objets communiquants et la mobilit des per-
sonnes, les liens sociaux et communicationnels
ubiquitaires, et la dimension humaine (sant,
scurit, respect de la vie prive, dveloppe-ment durable)-, ce cahier prsente 85 projets
slectionns par lANR sur la priode 2005-
2007. La seconde partie du cahier dtaille les
objectifs et les rsultats de ces projets. Il est
noter que diffrents ples de comptitivit
sont ainsi soutenus travers les finance-
ments de lANR dans ce secteur.
LANR prpare donc le futur grce des finan-
cements importants dans des domaines stra-tgiques. Le prsent cahier aide le lecteur cer-
ner les enjeux lis au dveloppement de la
socit ubiquitaire. Le lecteur pourra aussi
prendre connaissance dans le dtail des pro-
jets financs et mesurer leur ampleur et leur di-
versit.
Notons que ce numro naborde pas la crise
actuelle et ses retombes: aucun conomis-
te ou/et prospectiviste nest actuellement ca-
pable de prvoir linflexion ou la rupture quim-
pliquera la crise. Cependant il est clair que les
innovations et la recherche sont unanimement
considres comme les meilleurs atouts pour
le futur.
Le diagramme page suivante rsume la d-
marche.
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
5/128
cahier de lANR
3
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
Dfinitions et mise en perspective: Mobilit, ubiquit et nomadismeQuels sont les enjeux de la socit ubiquitaire?
Toutes les analyses prospectives le montrent. Nous entrons dans une socit ubiquitaire caractrise
par les problmes de vieillissement, de sant, de dveloppement durable, etc.
Les technologies ubiquitaires prennent un essor remarquable et sont susceptibles dapporter des
rponses de nombreux problmes.
Les impacts technologiques, industriels et conomiques des rseaux ubiquitaires sont considrables.
Quelles sont les actions de lANR dans ce domaine?
Une liste non exhaustive de 85 projets financs par lANR sur la priode 2005-2007, soit un montant
daide de 66 Me, est prsente.
Ces projets sont issus de 10 appels projets thmatiques, du Programme Blanc et du programme
interne aux Instituts Carnot et contribuent au financement de 17 ples de comptitivit.
Enjeux technologiques, industriels, conomiques et socitaux:la dimension humaine au cur des rseaux ubiquitaires
Fiches dtailles des 85 projets, classes en 4 thmatiques
1 2 3 4Les technologiesgnriquespour la mobilit
Nouveaux rseaux,
optimisation du spectre
Objetscommuniquantset mobilit des
personnes
Transports intelligents,
aide aux handicaps,e-transactions
Liens sociaux etcommunicationnels
ubiquitaires
Tlvision du futur,
rseaux sociaux,
monde virtuel,
ralit augmente
Au curde la dimension
humaine
Scurit, respect de la
vie prive, prvention,
sant, cologie et d-
veloppement durable
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
6/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
4
som
ma
irePartie 1 Enjeux de la socit ubiquitaire et actions de lANR 5
MOBILIT, UBIQUIT ET NOMADISME 5
Du nomadisme lubiquit
Lubiquit ou la distribution de la ralit sensible domicile (P. Valry)
Mobiquit
Le nomadisme numrique
LES ENJEUX DE LA SOCIETE UBIQUITAIRE 7
Les tendances lourdes
Lessor de la socit ubiquitaire
LES ACTIONS DE LANR 10
Les projets retenus sont transverses
Un grand nombre de projets retenus dans ce cahier fait partie des technologies cls
Diffrents projets sinscrivent dans la logique des ples de comptitivit
LANR mesure limpact de ses projets en termes demploi
Partie 2 85 projets de lANR 13
LES TECHNOLOGIES GENERIQUES POUR LA MOBILITE 14
Au cur des infrastructures technologiques: les rseaux Des enjeux stratgiques pour lindustrie franaise
Des frquences en or !
Tableau rcapitulatif des projets Technologies gnriques pour la mobilit
25 fiches projets
OBJETS COMMUNIQUANTS ET MOBILITE DES PERSONNES 46
Les technologies de base pour les objets communiquants:
RFID, NFC, Intelligence ambiante
Des milliards dobjets communiquants et des enjeux de souverainet
Tableau rcapitulatif des projets Objets communiquants et mobilit des personnes
16 fiches projets
LIENS SOCIAUX ET COMMUNICATIONNELS UBIQUITAIRES 66
Vers un nouveau modle de consommation: mobilit et nomadisme
de la gnration Internet
La nouvelle chane de la valeur pour lindustrie
Une nouvelle vie sociale et digitale
Tableau rcapitulatif des projets Liens sociaux et communicationnels ubiquitaires
19 fiches projets
AU CUR DE LA DIMENSION HUMAINE 92
Sant, tlmdecine et ducation La mobilit durable
Tableau rcapitulatif des projets Au cur de la dimension humaine
25 fiches projets
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
7/128
cahier de lANR
5
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
Partie 1Enjeux de la socit ubiquitaire et actions de lANRMobilit, ubiquit, mobiquit, nomadisme autant de termes caractrisant la socit ubi-quitaire symbolise par lacronyme ATAWADAC (AnyTime, AnyWhere, AnyDevice, Any-
Content). La socit ubiquitaire en plein essor permet une connexion permanente des in-
dividus, notamment via les mobiles et Internet et facilite le travail distance, le contrle
distance dappareils lectro-mnagers ou encore les relations communautaires en ligne,
etc. Dans quelle mesure les technologies seront-elles utiles pour rsoudre les problmes
qui se profilent long terme, avec par exemple les questions de sant ou de vieillisse-ment de la population? Quelles sont les actions de lANR?
MOBILIT, UBIQUITET NOMADISME
Lhomme a longtemps t nomade avant
de devenir sdentaire. Le luxe suprme,
grce aux rseaux du futur, est davoir le
don dtre mobile tout en gardant les avan-tages de la sdentarit: la mobiquit !
tre la vigie scrutant le futur: tel est lun des
rles dune agence de dveloppement de la
recherche1. Identifier les grands mouvements
qui se dessinent dans le futur et prparer
lavenir en finanant des recherches qui d-
boucheront sur les prochaines vagues dinno-
vations. Lune des dimensions de cet avenir
est lie la mobilit et lubiquit. Dailleurs,au niveau symbolique, le cerveau plantaire
annonc par Jol de Rosnay2 prend forme,
lintelligence des rseaux3 et la socit en
rseaux4 deviennent une ralit. Mais, le rle
de vigie intgre aussi, trs au-del des as-
pects technologiques, une rflexion sur lana-
lyse des usages et plus gnralement sur la
socit qui merge. En effet, il faut com-
prendre, analyser la dtresse information-
nelle5 ou labsence de communication hu-maine6 qui, paradoxalement, se renforcent
dans la socit dite de linformation et de la
communication. La ncessit dun effort pros-
pectif pour apprhender notre avenir est dau-
tant plus imprieuse.
Dans le prsent cahier, nous mettrons en lu-
mire les technologies en gestation qui d-
bouchent sur une mobilit et une ubiquit ac-
crues et permettent un nouveau nomadisme.
Du nomadisme lubiquitLe nomadisme est indissociable de lhistoire
de lhumanit. La sdentarit tait un luxe
dont bnficiaient les hommes il y a prs de
10000 ans. Le chasseur, cette poque,
apprend rutiliser les graines, arroser des
terrains, stocker des rserves () lhomo sa-
piens invente ainsi la sdentarit7 (). Sen-
suit le dveloppement des civilisations que lon
connat. Les premiers tats, par nature sden-taires, srigent Lagriculture sdentarise
les populations soumises aux cycles im-
muables des rcoltes tandis qumergent de
nouveaux nomades (mongols, indo euro-
pens).
Lhomme, nomade depuis les temps les plus
anciens, a toujours t fascin par la mobilit
et lubiquit. En effet, Dieu apparat comme
tant celui qui est partout, simultanment, et
dans tous les temps. Les techniques permet-tent de dpasser le temps et lespace. Dj,
lpoque de lempire perse, lcriture avait
cette vertu: seul lcrit pouvait abolir le temps
1 Le terme de vigie est utilis parFuturibles qui a un partenariat aveclANR. Futuribles dveloppe diversesanalyses prospectives.2 Jol de Rosnay, Le cerveauplantaire, Paris, Olivier Orban, 1986.Lauteur utilise aussi les termes de Cybionte ou macro-organismeplantaire dans divers travaux.3 Derrick de Kerckhove, Lintelligencedes rseaux, Paris, Odile Jacob, 2000(dition originale en anglais : Connec-ted Intelligence, Sommerville House
publishing, 1997).4 Manuel Castells, La socit enrseaux, Paris, Fayard, 1998 (Titreoriginal: The Rise of the NetworkSociety, Oxford, Blackwell Publishers,1996).5 Edgar Morin, Pour entrer dans leXXIesicle, Paris, ditions du Seuil,2004, p. 26.6 Dominique Wolton, Penser la com-munication, Paris, Flammarion, 1997.Badillo P.-Y., Proulx S., La mondia-lisation de la Communication : la recherche du sens perdu ,in Socit de la connaissance,changements et fractures,coord. Michel Durampart, Paris,Les Essentiels dHerms, 2009.7 Jacques Attali, Lhomme nomade,Paris, LGF, Le Livre de Poche, 2005
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
8/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
6
et lespace. Ainsi la pierre de Rosette permet-tait de transmettre ternellement, et en tout
lieu, les lois de lempire.
Lubiquit ou la distribution de la ralitsensible domicile (P. Valry)Dans une nouvelle intitule Ubiquit , Dino
Buzzati raconte lhistoire dun journaliste qui a,
tout coup, ce don dubiquit. Pourtant le
journaliste prfre renoncer ce don, source
aussi de diffrents maux selon le romancier.Ceci rappelle quil faut tre conscient de cer-
tains inconvnients de la mobilit, de lubiquit
et des risques lis toute technologie.
Cependant, lubiquit reste une opportunit
exceptionnelle pour lhomme du XXIe sicle.
Dj, en 1928, en des termes potiques re-
marquables, Paul Valry louait lubiquit:
Sans doute ce ne seront dabord que la re-
production et la transmission des uvres qui
se verront affectes. On saura transporter oureconstituer en tout lieu le systme de sensa-
tions ou, plus exactement, le systme dex-
citations que dispense en un lieu quelconque
un objet ou un vnement quelconque. Les
uvres acquerront une sorte dubiquit. Leur
prsence immdiate ou leur restitution toute
poque obiront notre appel. () Je ne sais
si jamais philosophe a rv dune socit pour
la distribution de Ralit Sensible domicile 8.
notre poque, ce nest pas le hasard sicest le Japon qui a autant dvelopp les
sciences et technologies de linformation et
de la communication (STIC): il sagit notam-
ment dabolir lespace grce aux STIC. Cest
ainsi que le programme Japon Ubiquitaire a
t lanc en 2005.
Les nouvelles gnrations de rseaux pren-
nent en compte de faon croissante les
usages et les applications. Le plan e-Japan et
la mise en place de 2001 2005 par le MIC(Ministry of Internal Affairs and Communica-
tions) dune infrastructure du haut dbit tra-
vers tout le Japon ont conduit retenir sept
domaines phares de ce dveloppement: lamdecine, lalimentation, la vie quotidienne, la
finance des PME, la connaissance, lemploi et
les services administratifs. Depuis 2005, le
plan u-Japan (u pour ubiquitous) a t adopt.
Il sagit de raliser une socit appele ubi-
quitous9 o tout le monde, partout et tout
moment, pourrait bnficier des services lis
aux technologies de linformation.
Mobiquit
10
Une nouvelle re, celle de lubiquit, se profile.
Mark Weiser (1952-1999) qui fut directeur
(Chief Scientist) Xerox Parc a introduit lide
dinformatique ubiquitaire. Il sagit de la troi-
sime vague de linformatique. Aprs celle de
linformatique des annes 1950-1960 carac-
trise par un ordinateur desservant de nom-
breuses personnes et lre de la micro-infor-
matique (un ordinateur, une personne), on
assiste lre de lubiquit o une personne aaccs diffrents terminaux communiquants
et intelligents (micro-ordinateurs, mais aussi
tlphones mobiles multimdia, agendas lec-
troniques communiquants, etc.). Selon Marc
Weiser, lubiquit doit tre aussi le vecteur
dune technologie calme . Lubiquit doit
nous aider faire de nouvelles choses. Le
meilleur ordinateur est un ordinateur calme, in-
visible, au service de lhomme. Il doit tre pos-
sible de lutiliser par intuition, sans effort parti-culier. Plus la technologie est invisible, mieux
cest: la technologie doit crer le calme. Une
technologie calme est une technologie qui
informe mais ne demande pas un effort dat-
tention soutenu.
Le terme de mobiquit a ensuite t introduit.
Fusion des mots mobilit et ubiquit, il corres-
pond au concept dATAWAD (AnyTime,
AnyWhere, AnyDevice) dpos par Xavier Dal-
loz. Un usager a la possibilit de se connecter un rseau sans contrainte de temps, de lo-
calisation, ou de terminal. On parle aussi
dATAWADAC (ATAWAD + AnyContent).
8 Paul Valry, La conqute delubiquit , in uvres, tome II,Pices sur lart, NRF, Gallimard, Bibl.de la Pliade, 1960. Paru dans De lamusique avant toute chose, Editionsdu Tambourinaire, 1928. Texte dispo-nible en ligne dans la collection:Les classiques des sciencessociales http ://www.uqac.uquebec.ca/zone30/Classiquesdes_sciences_sociales/index.html
9 http://www.johotsusintokei.soumu.go.jp/whitepaper/eng/WP2005/2005-index.html
10 Le paragraphe mobiquit estextrait de Patrick-Yves Badillo etDominique Roux, Les 100 mots desTlcommunications, Paris, PUF,2009
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
9/128
cahier de lANR
7
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
11 Gaston Berger, Lide davenir ,Les Annales, nouvelle srie, n 118,aot 1960, repris in Phnomnologie
du temps et prospective, Paris,P.U.F., 1964, p. 230.
12 Pierre Mass, Cours de prospectiveconomique, Paris, Les cours deDroit, 1965-1966.
13 Hugues de Jouvenel, La rechercheet linnovation la lumirede la prospective des besoins ,chapitre 1 in Denis Randet et JacquesLesourne (Dir.), La Recherche etlInnovation en France, FutuRIS 2007,Paris, ditions Odile Jacob, 2007,p. 49.
14 http://www.agence-nationale-recherche.fr/FaitsMarquants?lngInfoId=196 LANR sappuieaussi sur des Ateliers de RflexionProspective: http://www.agence-nationale-recherche.fr/ARP
Avec les mobiles et diverses technologieslies aux rseaux du futur se dveloppent de
nouvelles formes de communication entre les
personnes, mais bientt aussi entre les objets
eux-mmes. Nous passons de la connectivit
anytime, any place for anyone, une connec-
tivitanything. Se profilent la fois de nou-
veaux services de lInternet, avec par exemple
lessor de lintelligence ambiante, mais aussi
lInternet des objets.
La ralit augmente et lintelligence ambiante
prolongent et compltent cette capacit dubi-
quit. Dans le cadre de la ralit augmente,
lutilisateur pourra voluer dans un monde o
apparaissent des lments du rel complts
par des lments virtuels. Une nouvelle ubi-
quit se dessine donc: lhomme agit dans un
espace mi-chemin entre le rel et le virtuel.
LES ENJEUX DELA SOCIETE UBIQUITAIRE
Toutes les tudes prospectives le mon-
trent: les tendances lourdes sont notam-
ment le vieillissement de la population, les
problmes dexplosion du cot de la sant
ou le dveloppement durable.
Les hommes ont toujours interrog le futur.
Avenir confondu avec le Destin dans lAnti-quit, avenir matrisable par les hommes dans
nos socits contemporaines. La science
fiction (la machine remonter le temps dH.G.
Wells ou 1984 de George Orwell) cde le pas
la prospective. Gaston Berger, le crateur du
motprospective, a clairement montr lvolu-
tion de la pense scientifique et la ncessit de
la prospective : La prvision () est faite pour
laction. () Demain ne sera pas
comme hier. Il sera nouveau et ildpendra de nous. Il est moins
dcouvrir qu inventer 11. La
prospective tente dapprhender
les changements pour participer
la cration de lavenir. Il ne
sagit plus () de deviner lavenir
probable, mais de prparer lave-
nir souhaitable 12 et de prendre
en considration non seulement
la dynamique de la science et de
la technologie, mais galement
celle des besoins sociaux au
sens large et, comme lon ne
saurait tous les satisfaire, dop-
rer des choix 13. LANR fait un ef-
fort permanent de prospective et
sappuie dailleurs sur un Conseil
de prospective14 prsid par
Christian de Boissieu. La dfini-tion des appels projets sap-
puie notamment sur lavis de Co-
mits scientifiques sectoriels.
Le nomadisme numriqueNous proposons de dfinir un nouveau nomadisme:
le nomadisme numrique, celui du XXIe sicle. Les STIC
favorisent le nomadisme habituel, le nomadisme hu-
main, traditionnel: dans ce cas lhomme se dplace.
Le nouveau nomadisme intgre une nouvelle dimen-
sion: les STIC sont en mesure de se substituer aux d-
placements humains de toute sorte. Les STIC facilitent
la vie de lhomme en lui permettant dtre plusieurs
endroits la fois. Telle est la problmatique de ce ca-hier : quapportent les STIC travers le nouveau
nomadisme numrique? Ce nomadisme numrique
peut tre illustr non seulement par lexemple du cadre
suprieur en dplacement qui pourra disposer de son
environnement de travail habituel, mais aussi par le cas
de la personne ge et malade qui pourra tre suivie
distance sans avoir besoin de se dplacer. Un autre
exemple est le diagnostic distance dune panne dans
une usine. Ces derniers cas de figure constituent le
cur de ce que lon appelle le nouveau nomadismenumrique; la technologie donne lhomme une ca-
pacit ubiquitaire: il peut intervenir distance sans tre
prsent en un lieu prcis.
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
10/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
8
A titre dexemple le lecteur pourra se rfrer audocument dorientation manant du comit
scientifique sectoriel STIC15.
Les tendances lourdesDiffrentes tudes apprhendent le futur. Fu-
turibles16, Prosodies17, FutuRIS 18, peuvent
tre mentionnes. Thierry Gaudin19 propose
une approche de trs long terme. Le Conseil
dAnalyse conomique a publi un numro
trs intressant sur les tendances lourdes,lies la dmographie et au vieillissement20.
Nous pouvons mentionner galement le rap-
port Attali21 et les deux rapports dEric Bes-
son: France 202522 et France numrique
201223. Ces rapports mettent en lumire les
tendances longues et les inflexions souhai-
tables moyen terme.
Les tendances lourdes clairement identifies
sont les suivantes:
la ncessit de mettre en uvre un dve-loppement durable, la matrise de la
consommation dnergie, ou limportance
de lalimentation font videmment partie
des tendances lourdes. On sait que toute la
plante est concerne par ces questions
qui ont des retombes sur lconomie, la
sant et mme les relations politiques inter-
nationales. Les STIC sont susceptibles
notamment de limiter la croissance de la
consommation dnergie et de favoriser undveloppement durable.
le vieillissement de la population et les
problmes de sant: la population sac-
crotra, avec un vieillissement de la popula-
tion dans les pays occidentaux qui sera une
donne majeure. Corrlativement, les pro-
blmes de sant et de scurit (scurit
des biens, scurit des personnes, scurit
alimentaire, scurit sanitaire, etc.) devien-
dront essentiels. Pour ce qui concerne laFrance, le scnario central de lINSEE24 (qui
suppose notamment un solde migratoire
positif constant de 100000 personnes par
an) prvoit en 2025 plus de 21,7 % de per-sonnes ges de plus de 65 ans (contre
16,4 % en 2005). lhorizon plus lointain
de 2050 les personnes ges de plus de
65 ans reprsenteraient 26,2 % contre
16.4 % en 2005. Les plus de 75 ans d-
passeraient le seuil des 15 % de la popula-
tion en 2045 (contre 8 % en 2005). Le
vieillissement de la population induirait in-
vitablement une croissance du risque de
dpendance: le nombre de personnes d-pendantes pourrait dpasser un million ds
2025. Dans ce contexte, les applications
des STIC dans la sant et tous les services
aux personnes peuvent jouer un rle consi-
drable, non seulement pour diminuer cer-
tains cots, mais surtout pour amliorer les
conditions de vie.
les migrations internationales, la mondia-
lisation du march du travail : la mondiali-
sation, vecteur dchange de marchandisesmais aussi de mobilit des populations, est
de plus en plus prgnante. Le nombre de
migrants internationaux a doubl en 25 ans
pour atteindre quasiment 200 millions de
personnes, soit 3 % de la population mon-
diale. La mondialisation de lconomie sac-
compagne dune mise en concurrence
croissante des travailleurs de tous les pays.
Dabord limite lindustrie, cette concur-
rence slargit aux services et ne se limiteplus aux emplois faiblement qualifis. Les
technologies mobiles et ubiquitaires font
partie des lments qui accompagneront
cette concurrence: la mobilit physique des
hommes sera couple la mobilit num-
rique dans nombre de mtiers.
Lessor de la socit ubiquitairePratiquement tous les pays dvelopps ont
labor des analyses sur la thmatique desrseaux.
Les tats-Unis ont lanc limportant pro-
gramme GENI25 qui permet dexprimenter
15 http://www.agence-nationale-recherche.fr/documents/uploaded/
2007/ANR_STIC_2008_2010.pdf16 http://www.futuribles.com/conseil.html
17 http://www.prosodie.fr/fileadmin/files_FR/pdf/livres_blancs/2006/Livre_blanc.pdf
18 http://www.anrt.asso.fr/fr/futuris/futuris_2008.jsp?index=4
19 http://www.2100.org/odysseyethology.html
20 http://www.cae.gouv.fr/, Vieillisse-ment, activits et territoires lhorizon
2030, Rapport n63, Michel Godet etMarc Mousli, octobre 2006
21 http://www.ladocumentationfrancaise.fr/rapports-publics/084000041/index.shtml
22 http://www.premier-ministre.gouv.fr/IMG/pdf/RAPPORTOFFICIEL.pdf
23 http://www.ladocumentationfrancaise.fr/rapports-publics/084000664/
24 http://www.insee.fr/fr/themes/document.asp?ref_id=ip1089®_id= 0#inter2 on notera aussi une tudercente de la DREES sur limpactdu vieillissement de la population.Etudes et rsultats, DREES,N 654,Aot 2008
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
11/128
cahier de lANR
9
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
des architectures novatrices pour linternet dufutur grce la virtualisation des rseaux. Il
faut aussi mentionner, aux tats-Unis, linitia-
tive FIND26 sur les rseaux Internet du futur et
le programme de recherche sur les sans fils pi-
lot par la DARPA27.
La Commission europenne, travers son
programmei201028, prpare lEurope nu-
mrique et met laccent sur le futur dInter-
net. Le volet The Future of Internet 29,
avec un budget de 300 millions deuros,est au cur du programme ICT30 dans le
cadre du 7me PCRD. Il inclut plusieurs
axes. Laxe Future Networks traite de
problmes techniques et darchitecture de
rseaux notamment lis la mobilit :
Mobility is becoming an aspect that will
heavily characterize both the terminals and
the services and will have to be taken into
consideration in future designs. (page 9).
Laxe systmes de mdia en rseau
concerne les architectures peer-to-peer,
les rseaux collaboratifs, la 3D et la tlvi-
sion du futur. LInternet des objets est un
axe central du point de vue de la socit
ubiquitaire. Les questions de scurit font
aussi lobjet dun axe. On doit noter aussi
linitiative Networked and Electronic
Media 31. Cette initiative soutient un trs
grand nombre de projets lis, par exemple,aux rseaux sociaux, la production de
contenus par les utilisateurs
Les rapports japonais Information and Com-
munications in Japan32, Social vision toward
202533 insistent sur lessor de la socit ubi-
quitaire. Linfrastructure numrique deviendra
de plus en plus performante ; dans la socit
connecte et ubiquitaire, les contrats, les
rgles, les ngociations seront de plus en
plus automatises. Lidentification individuelledeviendra une thmatique centrale. Cette
tendance est confirme par les rapports su-
dois Swedish Technology Foresight34 et fin-
landais FinnSight 201535. Pour le premier,nous serons toujours en ligne ( Always on
line). Les hommes, indpendamment de les-
pace et du temps communiqueront lectro-
niquement les uns avec les autres. Cette
re sera celle des rseaux sans fil domicile
et de la convergence des mdias. Le rapport
finlandais souligne que nous serons entrs de
plein pied dans lubiquit vers 2015. Par
ailleurs, le programme europen ITEA236
daide la R&D dans le domaine du logiciela spcifiquement identifi, parmi ses 5 do-
maines dapplication, le nomadisme, quil d-
finit ainsi : All activities that may be required
by nomadic actors/people/agents away from
their home or workplace and on the move to
exchange information and perform corres-
ponding tasks. It also includes all mobile and
transportation applications 37.
Enfin, le rapport amricain Disruptive Civil
Technologies identifie pour 2025 six techno-
logies de rupture : les biogerontechno-
logy38 : le stockage de lnergie, biocarbu-
rants et chimie verte ( biofuels and
bio-based chemicals ), lessor dune industrie
du charbon propre, la robotique et lInternet
des objets.
Il est utile de citer galement les plans stra-
tgiques ou les rflexions de grands orga-
nismes comme le CNRS, lINRIA, lInstitut TELECOM, lINRA ou OSEO39. LINRIA40,
par exemple, met laccent sur les STIC
comme technologies gnriques ( Les
STIC sont partout une priorit des politiques
de recherche nationales , page 12). LINRIA
affiche, parmi ses priorits, la communica-
tion ubiquitaire et les rseaux du futur
(pages 58 et sq). Citons aussi le rcent dos-
sier de lARCEP consacr au futur des tl-
communications41.Le rapport Social vision toward 2025 42, du
National Institute of Science and Technology
Policy considre que lon se dirige vers une
25 http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=109589
26 http://www.geni.net/office/office.html; http://www.nets-find.net/
27 http://www.darpa.mil/sto/strategic/wireless.html
28 http://ec.europa.eu/information_socety/
eeurope/i2010/docs/annual_report/2008/i2010_midterm_review_fr.pdf
29 ftp://ftp.cordis.europa.eu/pub/fp7/ict/docs/ch1-g848-280-future-internet_en.pdf
30 http://cordis.europa.eu/fp7/ict/programme/home_en.html
31 http://www.nem-initiative.org/Documents/NEM-V-03.pdf
32 http://www.soumu.go.jp/joho_tsusin/eng/whitepaper.html
33 http://www.nistep.go.jp/achiev/
sum/eng/rep101e/pdf/rep101se.pdf34 http://www.dimea.se/customers/tfOld/old/eng/index.html
35 http://www.tekes.fi/julkaisut/Finnsight_2015_EN.pdf
36 Information Technology forEuropean Advancement(http://www.itea2.org/ )
37 http://www.itea2.org/attachments/27/Executive_Summary-Chapter_1_ITEA_Roadmap-web.pdf
38 http://www.dni.gov/nic/
confreports_disruptive_tech.html39 http://www.cnrs.fr/cnrs2020/IMG/pdf/Plan_Strategique_CNRS_CS_16_juin_2008_080613.pdfhttp://www.institut-telecom.fr/archive/174/Livre_vert_version_web.pdfhttp://www.inra.fr/content/download/1665/13671/file/INRA2020_1.pdfwww.oseo.fr/content/down-load/35661/599887/file/Synthses.pdf
40 http://www.inria.fr/inria/strategie/download.fr.html
41 http://www.inria.fr/inria/strategie/
planstrat08-12/planstrat2008-2012.pdf42 Les tlcoms, demain , La lettrede lAutorit, n 64, nov -dc 2008,http://www.arcep.fr/uploads/tx_gspublication/lettre64.pdf
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
12/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
10
socit connecte et ubiquitaire. Aprs lessorexceptionnel dInternet, la vitesse du change-
ment sacclrera encore.
Nous sommes aux balbutiements de la so-
cit ubiquitaire, dont le dveloppement n-
cessite encore des recherches trs impor-
tantes. Le Japon est novateur dans ce
domaine et a dj expriment de premires
applications de lubiquit Tokyo, avec par
exemple le WIFI install sur le lampadaire qui
permet davoir accs au plan du quartier et
davoir lindication de litinraire. De faon trs
concrte, le terminal mobile avec NFC (voirdfinition infra, page 46) facilite les accs pour
prendre le mtro, le train, le bus, entrer chez
soi, crditer sa carte de crdit, interagir avec
une affiche publicitaire ou un plan, changer
des donnes avec un mobile ou un PC, payer
avec un mobile ou obtenir des informations
sur un produit dans un rayon.
La socit de lubiquit est fonde sur une
connexion permanente qui permet:
domicile de rgler et de contrler dis-tance les appareils de gestion de lnergie,
de compensation des situations de handi-
cap, etc.,
de consulter des services, deffectuer desachats, ou de programmer ses oprations
lies la sant (carte SESAM Vitale, exa-
mens),
du point de vue de sa vie professionnelle, de
grer et partager facilement des dossiers au
bureau ou nimporte o,
enfin, du point de vue de la vie sociale, de
dvelopper les relations communautaires,
les loisirs, les dplacements.
Les technologies nomades prsentent
donc un intrt majeur. Elles sont suscep-
tibles dapporter des solutions certains
grands problmes socitaux comme ceux
lis au vieillissement de la population et
lexplosion des dpenses de sant
LES ACTIONS DE LANR
LANR finance de trs nombreux projets. Com-
ment avons-nous slectionn 85 projets, illus-trant la thmatique gnrale de la mobilit et de
lubiquit? Les projets slectionns sont trans-
verses diffrents programmes et proviennent
de diffrentes ditions dappels projets de
lANR (2005 2007). Ils font partie des techno-
logies cls et nombre de ces projets contribuent
renforcer les ples de comptitivit.
Les projets retenus sont transverses
et proviennent dune grande diversitdappels projet de 2005 2007LAgence Nationale de la Recherche organise
chaque anne des appels projets thma-
tiques, visant favoriser la production de nou-
velles connaissances ainsi que le dveloppe-
ment de partenariats entre laboratoires
publics et laboratoires dentreprise. Elle joue
un rle dacclration et damplification en
fonction de priorits ayant fait lobjet dune
large concertation. Par ailleurs, les projets derecherche ne correspondant pas lun de ces
thmes peuvent tre financs dans le cadre
du Programme Blanc.
43 http://www.recherche-innovation.equipement.gouv.fr/article.php3?id_article=399
44 Rapport ralis par le BIPE pourla Direction Gnrale des Entreprises(DGE), ministre de lindustriehttp://www.industrie.gouv.fr/techno_
cles_2010/ht ml/sommaire.html45 Etabli en juin 2008 par JosephKergueris et Claude Saunier, au nomde la dlgation du Snat pour la pla-nification.
Le rseau ubiquitaire et lintelligence ambiante au sommet de la vaguedinnovations contemporaines
volution du paysage technique
Source: DLA Piper repris partir de:
http://ec.europa.eu/information_society/eeurope/i2010/docs/annual_report/2008/i2010_mid-term_review_fr.pdf
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
13/128
cahier de lANR
11
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
Ce cahier prsente une image de laction delANR travers le prisme dun enjeu de so-
cit prcis, cest--dire comment la science
peut rendre service aux citoyens en leur pro-
posant un nouveau nomadisme . Il nest
donc pas surprenant que les projets orients
dans cette direction soient issus dappels
projets trs diversifis.
Un grand nombre de projets
retenus dans ce cahier fait partiedes technologies clsParmi les travaux intressants, mentionnons le
rapport Agora 202043 et le rapport sur les
technologies cls44 qui a mobilis plus dune
centaine dexperts internationaux. Il dbouche
sur une liste de 83 technologies cls. Chacune
de ces technologies fait lobjet dune fiche
descriptive mettant en lumire lanalyse des
enjeux, des marchs et des acteurs.
Le rapport Recherche et innovation enFrance: surmonter nos handicaps au service
de la croissance 45 souligne labsence de r-
frentiel commun permettant de disposer
dune vision stratgique globale des efforts de
recherche franais. Il qualifie lexercice Tech-
nologies Cls 2010 de perfectible, mais
mritoire .
Le tableau ci-contre rcapitule les techno-lo-
gies cls en rapport avec les projets de re-
cherche faisant lobjet de ce cahier.
Les actions de lANR permettent desurmonter les verrous technologiquesVigie pour apercevoir le futur, lANR est aussi
un acteur essentiel, catalyseur des change-
ments en cours. Les projets de lANR per-
mettent de surmonter nombre de verrous
technologiques et de faciliter les processus
dinnovation. En finanant diffrentes recher-
ches trs en amont des marchs, lagenceouvre le champ des possibles pour lindustrie
et les technologies franaises. Ces verrous sont
explicits dans la seconde partie du cahier.
Dpartements et programmes ANR finanant les projets figurant dans ce cahier
Dpartement Appels projets
Non-thmatique Blanc
Sciences et Technologies de RNTL - TlcommunicationslInformation et de la Communication RNTL - Technologies logicielles
RIAM - Audiovisuel Multimdia
Ecosystmes et dveloppement BiodiversitDurable
Energie durable et environnement Programme de Recherche etdInnovation dans les Transportsterrestres (PREDIT)Vulnrabilit : climat et milieux
Ingnierie, procds et scurit Concepts, systmes et outilspour la scurit globale
Biologie Sant Technologies pour la sant
Sciences Humaines et Sociales Les Suds, aujourdhuiApprentissages, connaissanceset socit
Partenariats et comptitivit Instituts Carnot
Nous avons retenu, en gnral, les ditions 2005 2007 (les ditions 2008 ne sont pasprises en compte car, trop rcentes, elles ne fournissent pas encore de rsultats significatifs).
Les technologies cls que nous retrouverons dans le prsent cahier
Technologies de linformation et de la communication
4 RFID et cartes sans contact6 Ingnierie des systmes embarqus7 Composants logiciels8 Infrastructures et technologies pour rseaux de communication diffus 9 Virtualisation des rseaux
12 Gestion et diffusion des contenus numriques13 Technologies du Web smantique14 Interfaces humain - machine
16 Ralit virtuelle, augmente, 3D
Technologies du vivant - sant - agroalimentaire
55 Imagerie et instrumentalisation associes aux sciences du vivant
Transports
57 Travaux dinfrastructures furtifs58 Infrastructures routires intelligentes59 Scurit active des vhicules68 Liaisons de donnes vhicules - infrastructure71 Gestion des flux de vhicules
Distribution - consommation
72 Technologies dauthentification73 Traabilit
Technologies et mthodes de production
75 Capteurs intelligents et traitement du signal
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
14/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
12
Diffrents projets sinscrivent dansla logique des ples de comptitivitLes projets labelliss par les ples de com-
ptitivit et figurant dans le prsent cahier
sont prsents dans le tableau ci-dessous.
LANR finance ainsi une partie des projets
des ples.
LANR mesure limpact de ses projetsen termes demploiLANR a engag une enqute sur limpact en
ressources humaines du droulement de ses
projets, en particulier sur le devenir des per-
sonnels non permanents. Un premier travail
de suivi des ressources humaines a t fi-
nalis, portant sur lappel projets RIAM2005 - 23 projets slectionns, 87 parte-
naires (43 acadmiques, 44 partenaires pri-
vs), budget global de 12Me - qui donne
les premiers rsultats suivants:
Sur 118 non permanents recenss sur len-
semble de lappel projets, nous comp-
tons 98 personnes embauches pour au
moins 6mois.
A lissue de la priode, parmi ces 98 per-
sonnes on compte 43 CDI, 20 CDD, 26
thsards ou stagiaires et 9 personnes pour
lesquelles la situation reste incertaine.
Ce type de bilan sera fait de faon rgulire
par lANR et sera approfondi.
Projets labelliss par les ples de comptitivit et retenus dans le prsent cahier
Ple
Nombre de
projets labelliss
Cap Digital 14
IMAGES ET RESEAUX 12
MINALOGIC 8
SCS (Solutions Communicantes Scurises) 7
ELOPSYS 6
SYSTEM@TIC PARIS-REGION 5
Aerospace Valle 3
Ville et Mobilit Durables 2TES (Transactions Electroniques Scurises) 2
i-Trans (association Transports terrestres promotion) 2
VIAMECA 2
Mer PACA 1
Cramiques 1
SPORALTEC (Industrie du sport et des Loisirs) 1
Vhicule du futur 1
Mobilit et transports avancs 1
MOVEO 1
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
15/128
cahier de lANR
13
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
Partie 285 projets de lANRLa socit ubiquitaire est en marche. La matrise des technologies mobiles est un enjeu stra-tgique. En effet, les applications sont multiples. Grce au RFID, la NFC et aux
capteurs, de nouveaux modes de transport intelligent sont possibles. Les personnes
handicapes peuvent tre aides de plus en plus efficacement. Cest lensemble de la
socit qui bascule avec la gnration Internet et dveloppe de nouveaux liens sociaux et
communicationnels (rseaux sociaux, monde virtuel, etc.). Se profilent de nouveaux mar-
chs lis la tlvision du futur et de nouvelles applications Internet. Au cur de la di-mension humaine apparaissent les enjeux dans le secteur de la sant, les questions de pr-
vention, de scurit et de dveloppement durable.
Cette partie du cahier est organise comme illustr dans le schma ci-dessous.
Les enjeux
technologiquesindustriels:
nouveaux rseaux,
optimisation
du spectre
Applications:transports
intelligents,aide aux handicaps,e-transactions, etc.
Tlvision
du futur,rseaux sociaux,
monde virtuel,ralit augmente
Scurit, respect
de la vie prive,prvention, sant,
cologie et
dveloppement
durable
Tableau de synthseet
26 fiches projetsfinancs par lANR
Tableau de synthseet
16 fiches projetsfinancs par lANR
Tableau de synthseet
19 fiches projetsfinancs par lANR
Tableau de synthseet
25 fiches projetsfinancs par lANR
Pour chacune des quatre parties le lecteur dispose dune prsentation des enjeux tech-nologiques, conomiques et socitaux. Un tableau de synthse est ensuite propos.
Dans les pages suivant chacun des quatre tableaux, le lecteur trouvera les fiches d-
tailles de diffrents projets de lANR.
1 2 3 4Les technologies
gnriquespour la mobilit
Objetscommuniquants
et mobilit despersonnes
Liens sociaux etcommunicationnels
ubiquitaires
Au curde la dimension
humaine
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
16/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
14
LES TECHNOLOGIESGENERIQUES POURLA MOBILITE
Les enjeux technologiques et industriels
sont multiples. Dans le cadre de la so-
cit ubiquitaire, il convient dabord de
disposer dune infrastructure de rseaux
optimale du point de vue de linteropra-
bilit et de lallocation des ressourcesrares. En effet, le nombre de frquences
disponibles pour les services de commu-
nication est limit et doit faire lobjet
dune utilisation efficace. La nouvelle r-
partition de frquences permet denvisa-
ger un dividende numrique, cest--dire
un gain pour la collectivit de plusieurs
milliards deuros. Les frquences sont en
or ! Les enjeux pour lindustrie franaise,
en termes de normalisation notamment,sont considrables.
Au cur des infrastructurestechnologiques: les rseauxLe nomadisme est en premier lieu la libert que
donne la capacit dchanger des informations
distance. Sous leffet de la convergence des
rseaux, lensemble des rseaux de commu-
nication contribuent au dveloppement du no-
madisme pour une rception avec une an-tenne fixe ou bien sur un terminal mobile:
rseaux de tlphonie cellulaires (2G, 3G et
volutions), rseaux daccs lInternet sans-
fil, rseaux terrestres et satellitaires de diffusion
de services audiovisuels, rseaux satellitaires
de golocalisation, rseaux de communication
en champ proche pour les objets communi-
quants.
La capacit des rseaux pourra tre augmen-
te grce lintroduction de nouveaux sys-tmes de transmission, portant par exemple sur
lutilisation de relais innovants des signaux de
transmission. Elle bnficiera galement de
nouveaux procds de codage plus efficacede linformation pour sa propagation sous
forme hertzienne.
Toutefois, au-del dune amlioration des
standards existants, le dveloppement de ser-
vices haut dbit en situation de mobilit pas-
sera ncessairement par un recours une
combinaison de rseaux htrognes, de ma-
nire transparente pour lutilisateur (conver-
gence). Cette volution est qualifie de qua-
trime gnration (4G) des rseaux mobiles.
Cette volution soulve de nouveaux dfis
en termes dinteroprabilit. Des rseaux h-
trognes, situs dans zones gographiques
diffrentes, devront tre en mesure dinter-
oprer pour acheminer jusqu lutilisateur les
services demands de manire totalement
transparente. Les travaux de recherche visent
galement doter ces rseaux de facults
dautonomie et dauto-organisation, en fonc-
tion du lieu o ils se trouvent, afin de sadap-
ter aux terminaux de communication qui se
prsentent eux.
Ainsi, les rseaux de diffusion de services
audiovisuels ou de donnes sont appels
cooprer avec les rseaux de communication
point point. Ces derniers sont eux-mmes
trs divers, en termes de porte, de dbit, de
normes. Le schma ci-dessous en prsente
une classification par porte.
Radio AccessNetwork
Wide AreaNetwork
MetropolitanArea Network
Local AreaNetwork
Personal AreaNetwork
1
Classification des normesde systmes sans fil les plus utilises
Source: projet ANR INFOP
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
17/128
cahier de lANR
15
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
Ces normes ne prsentent pas le mme degrde maturit. Ainsi, la norme LMDS, lance
dans les annes 90 aux Etats-Unis, na pas
rencontr un succs commercial. En
revanche, titre dexemple, lUltra Large
Bande (ULB) a vocation se dvelopper
comme prolongement naturel des rseaux
daccs trs haut dbit par fibre optique.
Contrairement au WiFi tel quil est mis en
uvre aujourdhui, il permet en effet dassurer
une connectivit internet jusqu 100 Mb/s. Ilpermettra dinterconnecter le nombre crois-
sant dobjets communiquants au sein du do-
micile de manire aussi transparente et na-
tuelle que le fait de les connecter une
alimentation lectrique.
Enfin, les rseaux sont galement htro-
gnes par les diffrentes bandes de frquences
utilises. Celles qui sont appeles se dve-
lopper sont notamment celles libres par lar-
rt de la diffusion de la tlvision analogique,en particulier la bande 790-862 MHz pour le
haut dbit mobile. Lindustrialisation des qui-
pements sera facilite par une harmonisation
technique au niveau europen, le choix de
cette bande tant commun lEurope.
Des enjeux stratgiquespour lindustrie franaiseLa France et lEurope comptent plusieurs en-
treprises parmi les mieux positionnes sur le
plan international dans le secteur des rseaux
de communication. Toutefois, la position des
acteurs est menace sous leffet dune impor-
tante concurrence internationale, notamment
asiatique avec les quipementiers chinois
Huawei et ZTE.
Standardisation et interoprabilit. Les fo-
rums internationaux de standardisation repr-
sentent un enjeu majeur pour cette industrie.En effet, les technologies font lobjet dune
normalisation quasi systmatique afin dassu-
rer linter-oprabilit entre les diffrents qui-
pements et services. Ds lors, la participationaux travaux de normalisation revt un aspect
stratgique, afin dassurer la prennit des in-
novations dveloppes dans le cadre des ac-
tivits de recherche et dveloppement.
La participation franaise dans les organismes
de normalisation est primordiale, afin das-
surer un plus grand impact des recherches
effectues.
Les normes sont issues de diffrents forums
de standardisations.
Si certains choix sont dj arbitrs, par
exemple dans le domaine de la diffusion(DVB-H pour la tlvision mobile personnelle
en Europe, DMB-T pour la radio numrique en
France) des incertitudes demeurent (dans le
dveloppement du haut dbit mobile) sur le
poids respectif des familles de normes UMTS
et WiMAX.
Dans le sillage des rseaux WiFi, les rseaux
WiMAX se dploient de faon continue. Le
chiffre daffaires mondial des fabricants dqui-
pements WiMAX a augment de 11 % le der-nier trimestre 2007 et de 46 % en un an
1,90 $Mds sur lensemble de lanne 2007.
En 2011, il atteindra les 7,70 $Mds.
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
18/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
16
Dans le mme temps, lUMTS et ses volu-tions connaissent un dveloppement soutenu
lchelle mondiale.
Face aux incertitudes dune guerre des
normes, et en raison des investissements
trs lourds, les industriels sont dans un pre-
mier temps conduits faire des choix. A titredexemple, Intel a dcid de ne pas inclure
les fonctionnalits de rception du WiMAX
dans ses processeurs pour ordinateurs por-
tables Centrino 2 commercialiss en Europe.
De mme, Alcatel-Lucent a annonc en d-
cembre 2008 une rorientation de ses activi-
ts de recherche et dveloppement mettant
davantage laccent sur les standards tels que
le CDMA EV-DO, lUMTS LTE ou le WCDMA,
au dtriment du WiMAX.
Les technologies ne sont toutefois pas op-
poser sur le long terme. Ainsi, presque tous
les oprateurs, linstar dOrange, propo-
sent maintenant une continuit de service
entre WiFi et GSM. On saperoit que cette
offre correspond un vrai besoin lorsquon
regarde laugmentation des revenus des ter-
minaux hybrides WiFI-GSM. Dans un autre
segment de march, les constructeurs auto-mobiles, tels que Audi ou Peugeot, offrent le
basculement automatique de linterface du
tlphone sur celui du vhicule via Bluetooth.
Dans tous les cas, le positionnement futur delindustrie franaise dans le domaine des r-
seaux de communication est intimement li
ses efforts de recherche et dveloppement
dans le domaine des standards, et sa capa-
cit faire adopter ces standards par les ins-
tances internationales.
Les enjeux de positionnement international ex-
poss ci-dessus pour les rseaux de commu-
nication pourraient se dcliner pour toutes les
composantes technologiques du nomadisme.Ainsi, Google a lanc en 2007 un projet de
plate-forme ouverte de systme dexploitation
pour les tlphones mobiles: Open Handset
Alliance . Ce consortium regroupe notam-
ment 9 oprateurs de tlphonie mobile, 9 fa-
bricants de terminaux, 13 entreprises de se-
miconducteurs, 10 diteurs de logiciels. Les
premiers tlphones utilisant cette plate-forme
ont t commercialiss en octobre 2008.
Des frquences en or !Le dveloppement de ces rseaux bnfi-
ciera, de plus, lavenir de la formidable op-
portunit que reprsente le dividende num-
rique , cest--dire lusage des frquences
libres par le basculement de la tlvision
analogique vers le numrique. Celles-ci sont
qualifies de frquences en or , dans la me-
sure o elles prsentent des qualits de pro-
pagation suprieures celles des rseaux ac-tuels de tlcommunications.
Le dividende numrique permettra lessor du
haut dbit mobile avec une couverture gn-
ralise, notamment dans les zones rurales,
ainsi quune meilleure pntration dans les b-
timents46. Il permettra galement une couver-
ture encore plus complte de la tlvision nu-
mrique terrestre (TNT) et de ses services en
haute dfinition (HD), et des possibilits plus
grandes de diffusion destination des mo-biles, en termes de services et de zones cou-
vertes. Enfin, la radio numrique pourra ga-
lement se dvelopper.
46 Une tude ralise en mai 2008par Analysys Consulting etHogan&Hartson value le surplus co-nomique gnr environ27 milliards e sur 12 ans (2012-2024).
Cellular subscribers worldwideSource: NXP own research based on Gartner, Informa,
proprietary and corrected EMC subscriber figures
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
19/128
cahier de lANR
17
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
Toutefois, le dividende numrique ne permettrapas de rpondre lexplosion des besoins g-
nrs par les technologies lies au nomadisme.
Les frquences hertziennes sont et resteront
des ressources rares et prcieuses. Leur attri-
bution faisant gnralement lobjet de contre-
parties, les oprateurs sont amens optimi-
ser la consommation spectrale de leurs
quipements, au mme titre que la consom-
mation lectrique pour les terminaux mobiles.
Dans ce cadre, les technologies de radio co-gnitive savrent prometteuses pour optimi-
ser lusage des ressources radiolectriques.
Elles permettent de tirer profit des disparits
locales dans loccupation du spectre, lies au
relief, la planification des frquences, aux
puissances dmission, etc. afin dinsrer des
services supplmentaires.
Les technologies de radio cognitive contribuent
ainsi valoriser de manire dynamique, sans
gnrer de brouillage, les frquences locale-
ment non utilises. Il sagit de systmes
dmission en mesure de sonder loccupation
locale du spectre afin de dcider de manire
autonome quelle est la meilleure bande
de frquence et la meilleure norme pour com-
muniquer le service dsir avec le moins de
puissance mise possible. Ils disposent des
ressources matrielles et logicielles pour ajus-
ter effectivement leur frquence et standarddmission en temps rel, en fonction de ltat
du spectre.
De nombreux travaux de recherche visent
ainsi intgrer lusage conome de ces res-
sources ds la conception des systmes de
communication, tant au niveau des antennes
et composants lectroniques que de larchi-
tecture gnrale des rseaux. En particulier,
les rseaux seront en mesure de dtecter lo-
calement les ressources disponibles afin dop-timiser lusage global du spectre.
Un exemple dapplication est la fourniture
daccs haut dbit mobile, en utilisant des
standards tels que le 802.22, dans les inter-
stices de la diffusion fixe de services audiovi-
suels. Dans un contexte de convergence desmodes de rception, ce scnario pourrait
amliorer la couverture de ces services, ou
bien permettre de proposer des services
dune autre nature. La norme 802.22 gale-
ment appele WRAN (Wireless Regional Area
Network) permet de couvrir des zones dans
un rayon denviron 100 km.
Le march pour des quipements de commu-
nication exploitant les espaces blancs entre
les canaux de diffusion de la tlvision num-rique se dveloppera dabord aux Etats-Unis,
o la date darrt de diffusion de la tlvision
en mode analogique est le 18 fvrier 2009. La
FCC47 y est favorable, ds lors que ces futurs
appareils ne causeront pas dinterfrences
avec lusage primaire des frquences par les
oprateurs titulaires dune licence, et a dve-
lopp cet effet un protocole de mesures.
Les technologies de radio cognitive permettront
galement dassurer linteroprabilit des qui-pements dans des zones gographiques o
des normes diffrentes ont t retenues pour
lusage dune mme bande de frquence.
47 Federal Communications
Commission : Agence de rgulationdes Etats-Unis dans les secteursdes tlcommunications, des mdiaset des nouveaux mdias.
Schma des bandes de frquencesSource: Secrtariat dEtat charg du dveloppement de lconomie numrique
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
20/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
18
Le dveloppement des technologies gn-
riques pour la mobilit et lubiquit nces-
site de financer des projets permettant de
lever des verrous en recherche.
En effet, sagissant des nouveaux systmes
de communication et de linteroprabilit au
niveau du rseau, les principaux verrous tech-
nologiques concernent:
la dfinition de protocoles assurant linter-
oprabilit des services sur un parc de ter-minaux htrognes (MOBISIP),
loptimisation des systmes de mise en
uvre de la norme UMTS-LTE, au niveau
des couches physique et daccs (OPUS,
APOGEE),
la dfinition de protocoles de routage et le
dveloppement dalgorithmes dallocation
de puissance pour la mise en uvre de
communications coopratives (RADIC-SF,
R2M, ORIANA), llaboration doutils de mesure et de pr-
diction de champs lectromagntiques
(SEMAFOR),
lintroduction de codes correcteurs derreur
innovants (XCODES, CAPRI-FEC),
lamlioration des liaisons sans fil par des
antennes multiples, aborde dans de nom-
breux projets,
les techniques de codage-conjoint source/
canal pour adapter le contenu aux liens etprotocoles de transport (DITEMOI),
dveloppement de protocoles de routage et
dalgorithmes dallocation des ressources
pour loptimisation dun rseau daccs
sans fil WiMAX (WINEM),
la matrise de la ralisation de dispositifs
passifs hautes performances en bandes
millimtriques et terahertz (DOPROCOF).
Sagissant de loptimisation de lusage du
spectre:
le dveloppement de la radio cognitive par
la ralisation des briques de base nces-
saires au niveau de la couche physique(GRACE), de convertisseurs analogique-nu-
mrique large bande (VERSANUM,
HYPERSCAN), dalgorithmes dexploration
du spectre (DEMAIN), de fonctions de fil-
trage actif distribues sur la chane de r-
ception (SRAMM), dun prototype fonction-
nel complet (IDROMEL), et ltude de
lintgration dans les terminaux (TERROP),
la ralisation dantennes reconfigurables en
temps rel, agiles en frquence et en dia-gramme par lutilisation de mtamatriaux
(METABIP), de matriaux composites
(NAOMI), dun rseau rflecteur compos
de MEMS radiofrquence (R3MEMS),
la ralisation dun prototype pour des com-
munications opportunistes dans la bande
UHF (APOGEE).
Les projets de lANR sont particulirement va-
ris et soutiennent la recherche et lindustriefranaise dans le domaine stratgique des
technologies gnriques pour la mobilit,
comme le montre le tableau ci-contre.
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
21/128
cahier de lANR
19
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
Les technologies gnriques pour la mobilit
Acronyme et nom du projet Le projet rsum en un titre
Nouveaux systmes de communication, interoprabilit
MOBISIP SIP en environnement mobile pour permettre le dploiement Des services de convergence fixe-mobile multimdiarapide des nouveaux services mobiles mult imdia facilement dployables
OPUS Optimisation des futures volutions de lUMTS Comment satisfaire le besoin croissant de mobilit des usagerset des dbits?
RADIC-SF Rseaux A DIversit de Coopration-Sans Fils Coopration entre les bornes dun rseau WiFi pour optimiserles performances
R2M Rseau Mesh et Mobilit Rseaux radios performants pour rseaux de transport
SEMAFOR Systme dEvaluation par une Mtrologie Avance laboration dune plate-forme de mtrologie, prdiction, planificationdes FormesdOndes et des Rseaux et optimisation de rseaux cellulaires et de radiodiffusion
CAPRIFEC Design and Analysis of Application-Level Forward Error Les codes FEC applicatifs, ou comment reconstruireCorrection (AL-FEC) Codes and Application linformation perdueto Mobile Communications
DITEMOI DIffusion et TElechargement sur lien MObile Ip Robustesse et efficacit pour la diffusion de contenu sur liens
Internet sans filORIANA Optimisation de Rseaux Interoprables sans fils base Lutilisation de relais coopratifs pour amliorer les communications
de systmes multi-ANtennes et de relAis coopratifs sans f il
WINEM WINEM: WiMAX Network Engineering and Multihoming Un rseau WiMAX plus performant face la mobilit et en prsencedautres systmes
XCODES Nouvelles interactions des codes correcteurs derreurs Les mathmatiques au service de nouveaux types deet de systmes cryptographiques alternatifs communications
APOGEE Analyse et oPtimisatiOn des systmes daprs Vers des rseaux cellulaires plus flexibles, performants et adapts3me GEnEration aux besoins des utilisateurs
ORMAC Optimisation des Rseaux Mobiles par Accroissement Techniques daccroissement de capacit pour rseauxde la Capacit cellulaires 4G
AIRNET Mobilit et Interoprabilit dans une Infrastructure Sans Fil Vers un accs Internet sans fil, en tous temps et en tous lieux
3MING Mobilit Multi-technologie Multi-homING La mobilit sur tous les fronts
Optimisation de lusage du spectre
DOPROCOF Dveloppement dOutils de conception et de PROcds Des moyens logiciels et matriels pour raliser des dispositifstechnologiques adapts la ralisation de Composants lectroniques innovantsanalogiques Optimiss en Forme
GRACE Gestion du spectre radio et radio cognitive Une nouvelle gnration de terminaux radio intelligentspour mieux exploiter le spectre
IDROMEL Impact des quipements reconfigurables pour Terminaux mobiles universels pour les communicationsle dploiement des futurs rseaux mobiles sans fil du futur
METABIP Antenne multi-bandes et multi- faisceaux pour le DCS-UMTS- Antenne active large bande multi-faisceaux mtamatriauxWIFI-WiMAX reconfigurable, base de METAmatriaux pour le DCS-UMTS-WIFI
et de matriaux Bande Interdite Photonique
VERSANUM NUMRISATION VERSATILE LARGE BANDE Numrisation versatile large bande pour les radio-communicationsServices Ad hoc: Ralisation dune Plate-forme pour du futurles Applications Pair Pair sur Rseaux Mobiles Ad Hoc
DEMAIN raDio Evolutive, Mobile, Adaptative et INtelligente Pour des terminaux intelligents et multi-standards
HYPERSCAN Portage de circuits intgrs Hyper-frquences Une Supra-puce Hyperfrquence de Conversion AnalogiqueSupraconducteurs de Conversion Analogique-Numrique Numrique pour lEspacesigma-delta, 200GHz pourles applications radio logicielleet tlcommunications spatiales
SRAMM Systmes de Rception Adaptatifs Multimodes Multistandards Rendre plus simple la convergence mobile: le filtrage actifappliqu la tlphonie mobile
INFOP Infrastructures opportunistes INFOP infrastructure opportunisteVers une utilisation tendue des bandes TV
NAOMI Nouvelle gnration dAntennes miniatures et agiles Les nouveaux matriaux au service de la miniaturisation base de matriaux cOMposites pour termInaux mobiles des antennes
R3MEMS Antenne Rseau Rflecteur Reconfigurable base de MEMS Des nouvelles antennes reconfigurables cot rduit
TERROP Intgration de la radio opportuniste au niveau des terminaux Le smartphone de demain sera encore plus intelligent
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
22/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
20
fiche
La dfinition dun environnement de dploiementde serviceLarrive effective du haut dbit mobile et lvolution technologique
rapide des terminaux permet le dveloppement de nouveaux ser-
vices de convergence fixe-mobile multimdia.
Nanmoins un certain nombre de problmatiques subsistent dans
la mise en uvre de ces services. En ce qui concerne les termi-
naux, lhtrognit du parc devrait perdurer avec une coexistence
de plusieurs gnrations trs disparates (tlphones basiques ou
smartphone sous Windows Mobile, Symbian, Android, iphone).
Du ct du coeur de rseau, larchitecture IMS (IP Multimedia sub-
system) a t dfinie pour les dploiements de services dopra-
teurs 3G mais est difficilement exploitable pour des oprateurs mo-
biles virtuels (MVNO). Or ces derniers sont reconnus comme des
acteurs pouvant apporter des services innovants sur le march. Il
est donc primordial quils puissent disposer de moyens simples de
mise en oeuvre de nouveaux services.
Les objectifs du projet sont donc de dfinir:
- les fonctionnalits cls ncessaires la mise en uvre des nou-veaux services,
- une architecture simple et modulaire adapte au cas spcifique
des MVNO.
Lutilisation de SIP et de la Prsence au curdes nouveaux servicesCe projet se base sur le protocole SIP et lIP Multimdia Subsys-
tem (IMS). SIP est un protocole de signalisation conu pour la ges-
tion de sessions multimdias et des informations de prsence.
Lutilisation la plus commune de la prsence est celle faite par la
messagerie instantane, permettant de voir le statut de ses
contacts (connect, dconnect, occup, au tlphone, etc.).
Mais au-del, la prsence est un outil appropri la gestion tout
entire de lindividu, quil sagisse des caractristiques de son tat,
mais aussi des diffrents terminaux ou services auquel le client a
pu souscrire (prsence dite enrichie).
Le projet exploite ainsi les possibilits de mise en uvre de ser-
vices lis la prsence, ainsi que les moyens pour les terminaux
de notifier les informations de prsence, quelles que soient leurs
capacits.
LIMS constitue lvolution majeure du cur de rseau 3G, permet-
tant de remplacer le cur de rseau des oprateurs mobiles par
un rseau bas sur IP et sur le protocole SIP. Le projet sattache dfinir quels lments de lIMS sont ncessaires aux MVNO pour
dployer leurs propres services de faon autonome.
Le projet MOBISIP SIP en environnement mobile pour per-mettre le dploiement rapide des nouveaux services mobiles
multimdia est un projet de recherche industrielle coordonn par
Transatel. Il associe aussi Local Exchange Global Operation Ser-
vices, Telecom SudParis. Le projet a commenc en novembre 2006
et dure 30 mois: il bnficie dune aide ANR de 684 ke pour un
cot global de lordre de 1,2 Me.
IMPACTS
Rsultats majeurs
Les rsultats principaux obtenus du ct des terminaux concer-nent lutilisation de la carte SIM comme moyen de contrler des
services tout en saffranchissant du type de terminal utilis. En
particulier une application de convergence fixe-mobile a t d-
veloppe partir des rsultats dtude et a t lorigine dun
produit vendu Alcatel-Lucent.
Des applications rsidantes dans la carte SIM ou directement
dans le mobile ont t dveloppes pour remonter des informa-
tions de prsence enrichies vers linfrastructure rseau et per-
mettre le dploiement de services collaboratifs avancs.
Du ct architecture, le modle de lIMS a t tudi selon une
perspective MVNO afin de dterminer les diffrents scenarii pos-
sibles pour ce type dacteur. Ces scenarii ont permis de dtermi-
ner les composants (CSCF, HSS, etc.) ncessaires au MVNO
pour le contrle et le dploiement de ses services en toute ind-
pendance.
Production scientifique et brevetsLes travaux concernant les scenarii MVNO et la prise en compte
du contexte dans la logique de service ont abouti des publica-
tions et au dpt dun nouveau brevet.
Les rsultats ont t dissmins dans des journaux et conf-
rences IEEE. Ils ont aussi t lorigine de contribution en norma-
lisation au 3GPP.
Contact: Romain Durand email: [email protected] http://www.transatel.com
Programme RNRT , dition 2005
Projet MOBISIP
Des services de convergence fixe-mobilemultimdia facilement dployables
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
23/128
cahier de lANR
21
juin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
fiche
Etude de la faisabilit dun rcepteur intgrpour la forme donde 3GPP/LTELorganisme de standardisation 3GPP a lanc en dcembre 2004
un groupe de travail sur les volutions futures de lUMTS (LTE), afin
que les futurs rseaux mobiles cellulaires puissent faire face
laccroissement permanent du trafic transporter ainsi qu la di-
versification des services supporter. Les principaux objectifs de
linterface radio visent une amlioration significative de lefficacit
spectrale du systme et le support dune allocation flexible de la
bande passante. Dans ce contexte, les partenaires du projet se
sont donns lobjectif dtudier des algorithmes innovants de trans-
mission et des techniques dallocation de ressources pour le lien
descendant bas sur les technologies multi-antennes MIMO et
multi-porteuses OFDMA. Un dmonstrateur temps-rel complet in-
cluant une tte RF, les traitements numriques du couple station de
base / terminal mobile, ainsi que le mcanisme dallocation dyna-
mique des ressources, sera aussi dvelopp pour vrifier
exprimentalement que lon peut obtenir lefficacit spectrale re-
cherche de 5 bit/s/Hz. Le dmonstrateur permettra ainsi de vri-fier ladquation entre les objectifs du 3GPP/LTE et les moyens n-
cessaires pour les atteindre.
Solution OFDMA MIMO intgre:de ltude algorithmique la ralisation en airLapproche choisie par le projet OPUS visait dans un premier temps
dfinir les scenarii et critres dvaluation des techniques daccs
multiples OFDMA et MIMO puis slectionner les algorithmes de
la couche physique (PHY) et daccs (MAC) mettre en uvre
dans le dmonstrateur. Le suivi des volutions du processus de
normalisation a permis daligner les simulateurs lien et le dmons-
trateur au plus prs de la norme en devenir. En parallle, des acti-vits spcifiques de recherche ont t menes afin damliorer les
performances du systme de rfrence sur les algorithmes de la
couche physique, sur linterface PHY/MAC et sur les algorithmes
dallocation des ressources radio. Enfin il sagissait de dvelopper
un dmonstrateur matriel utilisant des composants program-
mables et des circuits ddis destins mettre en uvre les prin-
cipales caractristiques du LTE ainsi que les amliorations identi-
fies. Pour faciliter lintgration du prototype, une mthodologie de
validation (horizontale / verticale) des dveloppements matriels
entre lmetteur et le rcepteur a t dfinie.
Le consortium OPUS a dvelopp un dmonstrateur matriel met-tant en uvre des techniques de transmission avances afin de
prouver la faisabilit dun systme de type 3GPP/LTE.
Le projet OPUS Optimisation des futures volutions de
lUMTS est un projet de recherche industrielle coordonn parle CEA-LETI. Il associe aussi lInstitut Eurecom, France Telecom,
Mitsubishi, Suplec et Teamcast. Le projet a commenc en jan-
vier 2006 et a dur 27 mois: il bnficie dune aide ANR de
965 ke pour un cot global de lordre de 2,5 Me.
IMPACTS
Rsultats majeursLes mesures de performances obtenues par simulation logicielle
nous conduisent dire que des schmas MIMO multiplexage
spatial permettront datteindre les objectifs souhaits de 5bit/s/Hz
jusqu des couvertures de 400 mtres. Les rsultats obtenus la
fois aux niveaux lien et systme seront donc trs utiles afin de di-
mensionner un rseau LTE (planification cellulaire) et de les compa-
rer dautres systmes B3G (WiMAX, HSDPA).
Au niveau du dveloppement du dmonstrateur matriel, le proto-
type OPUS a non seulement permis de prouver la faisabilit dun
rcepteur intgr pour la forme donde 3GPP/LTE, mais apporte
galement une information qualitative sur la complexit dun
rcepteur LTE, en particulier pour les blocs critiques que sont le d-
codeur MIMO et le bloc de mesure de qualit du lien.
Production scientifique et brevets
Les tudes ralises durant le projet ont abouti la publication de16 communications internationales, dont deux papiers multiparte-
naires, ainsi qu un article accept dans la revue comit de lec-
ture EURASIP traitant des mcanismes de transmission MIMO avec
feedback limit. Les rsultats collaboratifs aux niveaux lien et sys-
tme ont t prsents lors de la confrence IEEE VTC Spring en
mai 2008. Les publications effectues dans le cadre du projet trai-
tent principalement de loptimisation des systmes MIMO OFDMA,
en particulier pour lestimation de canal, pour lexpression du com-
promis optimal diversit/dbit ainsi que pour les techniques avan-
ces de la couche MAC. Un brevet europen a t dpos. Il sagit
dune nouvelle mthode permettant de dterminer une mtrique de
qualit du lien MIMO amliorant les performances du rcepteur.
Contact: Dimitri KTENAS [email protected]
Programme RNRT , dition 2005
Projet OPUS
Comment satisfaire le besoin croissantde mobilit des usagers et des dbits?
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
24/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
22
fiche
Contact : Roxana Ojeda [email protected] http:// www.comsis.fr
Programme RNRT , dition 2005
Projet RADIC-SF
Des rseaux WiFi plus performantsgrce aux communications coopratives
Des solutions pour amliorer le dbit et la qualit deserviceLes systmes MIMO, mettant en uvre des codes spatio-tempo-
rels, offrent le meilleur compromis entre dbit et fiabilit. Dans ce
contexte, une nouvelle configuration de transmission en mode co-
opratif est propose par le projet RADIC-SF. Lide est demployer
dautres terminaux potentiels comme des assistants pour four-
nir une structure similaire un systme MIMO, que nous avons ap-pel MIMO virtuel. Il sagit de concevoir, de dvelopper et de vali-
der une transmission avec relais dans un ensemble de base:
source-relais-destination, puis dtendre ce concept une liaison
quelconque source-relais avec mise lchelle.
Mais lexistence dune couche physique performante nest pas suf-
fisante pour garantir un dbit utile proche au dbit thorique, ni une
qualit de service pour certain type dapplications comme la vido.
Pour ce faire, il fallait que les couches suprieures adaptent leurs
protocoles la structure cooprative (pour profiter des informations
sur ltat des liens par rapport lvanouissement du canal et pour
grer la structure du rseau) et quelles partagent ces informations
afin dviter la perte de ressources (approche crosslayers ).
Une optimisation inter-couches et validationau niveau systme par un dmonstrateur matrielLes contributions thoriques et technologiques peuvent tre rsu-
mes comme suit:
1. Couche physique: Proposition et validation de nouveaux sch-
mas de codage spatio-temporel dans le cas des systmes SISO
et/ou MIMO, ainsi quun schma de codage gnralis au cas de
la coopration multi-sauts.
2. Couche MAC: Nouveau protocole MAC de gestion de la coop-
ration propos et valid. Ce protocole offre une meilleure exploita-
tion de la coopration (relayage) par la prise en compte de m-
triques issues de la couche physique (SNR, distance minimale de
dcodage, coefficients du canal). Par ailleurs un nouvel algorithme
dadaptation de lien dans un contexte coopratif Amplify and For-
ward a t propos et valid.
3. Couche de routage: Nouvelle mtrique intgrant des informa-
tions des couches PHY et MAC a t propose et valide. Mise en
uvre dans lalgorithme DSR, elle permet la prise en compte du re-
layage de faon explicite et opportuniste.
4. Validation systme. Les algorithmes de codage espace-temps ont
t ports sur FPGA de faon valuer ladquation algorithmes/ar-
chitectures. Ce passage est ncessaire avant la synthse dun circuitASIC en cours de dveloppement chez COMSIS. Un dmonstrateur
MAC/PHY WIFI MIMO a t ralis sous OMNET++ ainsi que sur une
plateforme de dveloppement de COMSIS base de FPGAs.
Le projet RADIC-SF Rseaux A DIversit de Coopration-Sans Fils est un projet de dveloppement exprimental coor-donn par Comsis. Il associe aussi le Centre dtudes et de re-
cherche en informatique du CNAM, Telecom ParisTech, le
Laboratoire dInformatique de Paris 6 et le Laboratoire Images, Si-
gnaux et Systmes Intelligent de lUniversit de Paris 12. Le projet
a commenc en janvier 2006 et a dur 26 mois: il bnficie dune
aide ANR de 968 ke pour un cot global de lordre de 1,9 Me.
IMPACTS
Rsultats majeursLe projet RADIC-SF a conu et valid des couches: physique, MAC
et rseaux adaptes la coopration dans les rseaux WiFi proposant
une nouvelle approche de partage des informations inter couches.
Ces travaux ont permis de lever plusieurs verrous thoriques et
technologiques et de proposer ainsi une solution intgre de co-
opration dans des rseaux WIFI indoor/outdoor avec une gestion
de la qualit de service pour les applications multimdia (VoIP,
Visio). Un Chip MAC bande de base WiFi802.11a/b/g/n est en
cours de dveloppement.
Production scientifique et brevetsLa complmentarit des partenaires a t particulirement bn-
fique et fructueuse dans ce projet multidisciplinaire, permettant une
excellente collaboration qui a facilit la mise en perspectives des r-
sultats dans le contexte global et une meilleure comprhension des
besoins.
Trois thses ont t dveloppes pendant le projet et plusieurs pu-
blications internationales ont t ralises dans les diffrents do-
maines concerns:
- Cunha, D. O., Duarte, O. C. M. B., and Pujolle, G. - An Enhan-
ced Routing Metric for Fading Wireless Channels, to appear inIEEE Wireless Communications and Networking Conference - IEEE
WCNC 2008, Las Vegas, USA, March/April 2008.
- B. Rouvio and K. Djouani, Diversity driven cooperation protocol
specification and MAC level performance evaluation, accepted for
publication in PDCS, 2007, Cambridge, USA.
- C. Pereira, F. Le Pennec, Y. Pousset, R. Vauzelle Impact of mu-
tual coupling on MIMO channel characteristics according to both
propagation context, PIMRC 07, Athnes, 3-7 septembre 2007.
- Application of Cooperative Diversity in 802.11a Ad-hoc Networks,
Alexandre Zhao et Jean-Claude Belfiore, 16/08/07, conference
WiMAN, USA.
- M. Badr, J.-C. Belfiore, Distributed Space-Time Codes for the
Amplify-and-Forward Multiple-Access Relay Channel, IEEE Inter-
national Symposium on Information Theory, Toronto, July 2008.
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
25/128
-
8/9/2019 Cahier de l'ANR n1 : Nomadisme et Ubiquit
26/128
cahier de lANRuin 2009
mobilit et ubiquit:vers le nomadisme numrique
24
fiche
Contact: Franois PIPON [email protected] https://www.research-projects.org/projects/SEMAFOR
Programme RNRT , dition 2005
Projet SEMAFOR
laboration dune plate-forme de mtrologie, prdiction, planificationet optimisation de rseaux cellulaires et de radiodiffusion
Amlioration des outils de mtrologie et de planifica-tion dans les scnarios de convergence pour les ra-diocommunicationsLes scnarios de convergence pour les radiocommunications sont
caractriss par lutilisation simultane et parfois mutualise de plu-
sieurs rseaux de communication prsentant de fortes capacits
dinteroprabilit, partageant ventuellement les mmes frquences.
Ces scnarios de convergence posent des problmes cruciaux de
gestion du spectre radiolectrique, dingnierie et de contrle des
rseaux. Ils renouvellent en pratique compltement les besoins en
mtrologie tout comme en planification et en ingnierie des rseaux.
Le projet SEMAFOR sinscrit directement dans cette perspective
et fournira des outils ainsi que des mthodes avances de prdic-
tion, de planification, et doptimisation centres sur des techniques
de mesure et des procds dvaluation qui seront dclins au
cours du projet.
Il sagit en particulier de proposer une plate-forme unique (optique
tout en un ), installable dans un vhicule lger, capable de
mutualiser les diffrentes fonctions et procdures ncessaires ap-prhender des scnarios de convergence en radiocommunication,
et ce sur lensemble des formes dondes prises en charge (UMTS,
DVB, WiMAX, GSM).
Mise en uvre des techniques de traitement dan-tenne et dveloppement de modles comportemen-taux des terminauxPour faire face aux environnements radiolectriques en perptuelle
volution et qui deviennent de plus en plus complexes de par la
multiplicit des services radio et des applications sans fil, les op-
rateurs et les rgulateurs ne disposent le plus souvent que dun
choix limit dquipements de mtrologie proposs par les indus-triels du domaine, bass sur la mme technologie que les termi-
naux. Ces quipements sont de ce fait trop limits en performances
et ne permettent pas dtablir un diagnostic fiable de situations din-
terfrences ou de conditions de propagation difficiles. Le dmons-
trateur Semafor met en uvre des techniques dantennes intelli-
gentes pour la dtection, lidentification, lestimation des paramtres
physiques (niveau reu et canal de propagation) et la localisation
des metteurs en milieu urbain dense.
Le projet vise galement amliorer les outils de prdiction de ca-
pacit et de qualit de service utiliss par les quipes de planifica-
tion des rseaux. A cette fin, il dveloppe des modles comporte-
mentaux de terminaux, bass sur des mtriques et des mthodes
de simulation adaptes chacune des normes prises en charge,
qui permettent de prendre en compte de manire raliste les para-
mtres radio qui impactent le comportement physique des r-
seaux. Dans ce contexte, lexploitation des mesures terrain effec-
tues par le dmonstrateur permet un calibrage des mtriques d-
veloppes ainsi que des outils de prdiction de propagation, dont
lintrt et les performances seront tudis