WONG5 ou comment optimiser la communication entre machines

La 5G est un couteau suisse pour des usages aux contraintes très variées. Le projet WONG5 s’attachait au cas particulier des systèmes C-MTC (Critical Machine Type Communication), très exigeants en termes de fiabilité, de débit et de latence. Son objectif : étudier et proposer les formes d’ondes les plus adaptées.

Les applications visées par le projet WONG5 sont très diversifiées : la production manufacturière à base de machines autonomes communicantes, la surveillance et la sécurité en environnements contraints, la régulation des flux dans des systèmes de transports intelligents dont la circulation automobile… Tous cas d’usage ayant en commun des données échangées de façon sporadique, qui nécessitent ponctuellement des débits importants. Par ailleurs, les communications machine to machine doivent être parfaitement fiables, avec de faibles délais de transmission, et de préférence peu consommatrices en énergie.

L’objectif du projet était de déterminer quelles formes d’onde offraient les meilleures caractéristiques, dans la perspective de la 5G. Au démarrage du projet – celui-ci s’est déroulé entre janvier 2016 et octobre 2019 – la normalisation des réseaux mobiles de 5^ème génération n’était pas finalisée.

Une étude méthodique des formes d’onde

Après avoir spécifié des scénarios d’usage du type C-MTC et les exigences associées en termes de qualité de service, l’équipe réunie autour du projet WONG5 a étudié méthodiquement une série de formes d’onde potentiellement compatibles. 14 formes d’onde ont été ainsi caractérisées et comparées. Les études portaient en particulier sur la résistance à l’asynchronisme, l’efficacité spectrale, la latence, l’efficacité énergétique, le comportement dans un contexte multi-antennes (MIMO) et la résistance aux imperfections de la chaine radiofréquence.

En plus des formes d’onde déjà connues dans la littérature, l’un des partenaires (le CEA) a proposé une nouveauté nommée BF-OFDM. Cette forme d’onde, ainsi que trois autres (CP-OFDM, Filtered-OFDM et WOLA-OFDM) ont été sélectionnées pour implémentation sur un démonstrateur à base de radio logicielle.

Des avancées scientifiques

Les instances de normalisation ayant fait d’autres choix, les résultats du projet ne bénéficient pas directement à la 5G. Reste que, au plan scientifique, WONG5 a permis d’avancer significativement les connaissances. C’est ce que détaille Daniel Roviras du CNAM : “Nous comptons 8 articles dans des revues internationales, dont un article de synthèse impliquant tous les partenaires. Pour les conférences internationales, le bilan se chiffre à 19 publications. Par ailleurs, deux brevets européens ont été déposés par les partenaires CEA et Cnam.”