Article paru en novembre 2000UMTS : la route des 2 Mbits/seconde reste à ouvrir
La norme UMTS, qui remplacera le GSM à partir de 2002-2003, introduit de nouveaux services (voix et données), ainsi qu'une architecture novatrice (ATM dans le réseau d'accès). Mais le débit annoncé de 2 Mbits/s ne sera pas au rendez-vous, du moins pas au départ ; cette seconde étape nécessite encore d'importants travaux, menés en particulier au CEA/Léti.
Si vous rêvez de transformer votre téléphone mobile en terminal à tout faire pour communiquer à haut débit avec le monde entier, vous serez déçu par les premiers réseaux UMTS. Prévus pour le début 2001 au Japon et pour 2002 en Europe, ceux-ci offriront un débit de seulement 384 kbits/s (40 fois plus que le GSM tout de même !), très en deçà des 2 Mbits/s qui marqueront la phase de maturité de l'UMTS.
L'explication ? L'UMTS regroupe en fait deux systèmes : l'un fonctionne en mode FDD (Frequency Division Duplex) et l'autre en mode TDD (Time Division Duplex). Le mode FDD consiste à affecter une bande de fréquence pour chaque voie, montante (du terminal à la station de base) et descendante (de la station de base au terminal) ; il a été finalisé au niveau des instances normatives et sera le premier utilisé.
Le mode TDD, lui sépare temporellement les deux voies sur une même bande de fréquence. Plus gourmand en capacité de calcul, mais aussi plus puissant, il ne sera vraisemblablement pas mis en service avant 2003. C'est donc sur lui que le Léti concentre ses efforts, en cherchant à proposer aux industriels du domaine une architecture électronique permettant de le mettre en oeuvre de façon efficace (compromis complexité / performance).
Dans ce cadre, le Léti travaille sur des architectures CDMA avancées permettant de diminuer le bruit d'accès multiple généré par la cohabitation de plusieurs émissions dans la même bande de fréquence. Ces architectures seront déployées côté station de base d'un réseau cellulaire UMTS, puis à terme dans les terminaux. Elles augmentent la capacité de ces réseaux, ou améliorent la qualité de service à capacité égale.
Sur ce sujet, de nombreux laboratoires sont parvenus à développer des chaînes de simulation et de modélisation. En revanche, les réalisations pratiques restent rares. Le CEA-Léti, actif sur les aspects théoriques (algorithmes), la modélisation et la simulation, a pour sa part réalisé plusieurs maquettes.
L'une d'elles, sur le mode TDD de l'UMTS, est en cours de développement. Elle met en oeuvre l'algorithme de détection conjointe, théoriquement le plus résistant aux écarts de puissances entre les divers émetteurs.
D'autres architectures, communément appelées "architectures à suppression d'interférences", ont été développées et validées. Elles ont pour principe d'estimer le bruit généré par chaque utilisateur afin de le soustraire au bruit général. Le Léti compte déjà deux démonstrateurs à son actif et se situe à ce titre parmi les laboratoires les plus avancés. Son premier récepteur, basé sur l'ASIC Cessium, permet la cohabitation de cinq utilisateurs sur une séquence de 64 chips, chacun disposant de 2 Mbits/s. Il fonctionne depuis 1998. Un second récepteur, opérationnel depuis quelques mois, offre pour sa part 10 Mbits/s à quatre utilisateurs simultanés, pour une séquence de 32 chips.
Ces récepteurs recourent au principe de suppression d'interférences parallèle "PIC", qui consiste à estimer et à supprimer en parallèle - et non en série - les interférences, pour chaque correspondant. "De plus, PIC peut être aisément cascadé afin de diminuer encore l'interférence globale supportée par l'utilisateur" précise Jean-René Lequepeys.
