Présentation
Auteur(s)
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Jakob HOYDIS : Doctorant, Chaire Alcatel Lucent en Radio Flexible, Supélec
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Romain COUILLET : Maître de conférences, Chaire Sciences des Systèmes et Défis énergétiques, Supélec
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Mérouane DEBBAH : Professeur, Chaire Alcatel Lucent en Radio Flexible, Supélec
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Lire l’articleINTRODUCTION
La demande exponentiellement croissante en services de communications sans fil appelle à une augmentation massive de la densité du réseau, une solution qui n'est ni économique ni écologique dans le cadre des réseaux de communication actuels. Le concept des réseaux à petites cellules (SCN), basé sur l'idée d'un déploiement très dense de petites stations de base peu coûteuses, est une alternative possible. Des bénéfices financiers et écologiques potentiels ainsi que des défis technologiques sont entraînés par le déploiement à grande échelle de ces SCN. Une vue d'ensemble des problèmes de recherche et des outils nécessaires à leur étude sont présentés.
The exponentially increasing demand for wireless data services requires a massive network densification which is neither economically nor ecologically viable with current cellular system architectures. A potential solution to this problem is the concept of small cell networks (SCNs) which are founded on the idea of a very dense deployment of self-organizing low-cost low-paper base stations. In this article, potential financial and ecological benefits as well as the technical challenges related to a large-scale deployment of SCNs are discussed. Moreover, an overview of related research problems and the necessary tools for their study is provided.
communications mobiles, réseaux larges, petites cellules, technologies écologiques
mobile communications, cellular networks, small cells, green technologies
Domaine : techniques de télécommunications
Degré de diffusion de la technologie : émergence
Technologies impliquées : technologies sans fils
Domaines d'application : réseaux cellulaires
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : Pôle System@tic
Industriels : Alcatel-Lucent, Orange
Autres acteurs dans le monde : Huawei, Samsung, Qualcomm, Verizon
Contact : http://www.supelec.fr/chaire-en-radio-flexible.html
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3. Défis
Le déploiement à grande échelle des petites cellules s'accompagne de nombreux défis. Ceux-ci sont liés au fait que les SCN agissent tel un pont entre les réseaux totalement centralisés (cellulaires) et les réseaux totalement décentralisés (dits ad-hoc ), impliquant une rupture importante entre les systèmes gérés et administrés d'une part, et les systèmes auto-organisés (ou self-organizing networks, SON), dans lesquels les nœuds apprennent leur environnement et prennent des décisions intelligentes, d'autre part. Il est par exemple largement admis qu'une augmentation massive de la densité d'un réseau à petites cellules, ne serait financièrement viable que si les besoins en main-d'œuvre pour contrôler ces réseaux étaient réduits de manière significative. D'autres défis sont posés par la gestion de l'interférence et de la mobilité, la prédiction de performance, la couverture réseau et les problèmes de sécurité, détaillés ci-après.
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Auto-organisation
La procédure d'auto-organisation peut être divisée en trois phases distinctes :
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les SB nouvellement déployées s'initialisent par une procédure d'autoconfiguration durant laquelle les paramètres du système sont établis et la couche logicielle mise à jour par téléchargement et installation automatique ;
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une fois qu'une SB est configurée, elle entre dans la phase opérationnelle qui est gouvernée par des mécanismes d'auto-optimisation. Ces mécanismes incluent l'allocation de ressources et l'optimisation jointe de la couverture des réseaux. Les fonctionnalités d'auto-organisation doivent permettre de réaliser des économies d'énergie à court terme, à l'aide de modes de microsommeil, ainsi qu'une reconfiguration globale du réseau pour des économies à long terme, comme par exemple l'extinction sélective de cellules ou de secteurs de cellules ;
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les réseaux auto-organisés doivent être également équipés de procédures d'autoguérison en cas de défaillance.
Enfin, pour assurer l'extensibilité de SCN, les échanges de messages entre les nœuds du réseau doivent être minimisés et des solutions décentralisées doivent être développées.
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Couverture et prédiction de performance
Le...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - The climate group and global e-sustainability initiative (GeSI). - Enabling the low carbon economy in the information age, SMART 2020 (2008). [En ligne] Accessible http://www.smart2020.org.
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(3) - GSMA Development Fund - Green power for mobile : top ten findings. - (2009). [En ligne] Accessible http://www.gsmworld.com/documents/green_power_top10.pdf.
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(5) - GESBERT (D.) et al - Multi-cell MIMO Cooperative Networks : a new Look at interference. - IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 28, no 9, déc. 2010.
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(6)...
ANNEXES
Wilson Street http://www.wilson-street.com
Femtoforum http://www.femtoforum.org
ThinkFemtocell http://www.thinkfemtocell.com
ECOSCELLS http://ecoscells.twn-bl.homeip.net
Alcatel Lucent http://www.alcatel-lucent.com/wireless/femto_small_cells.html
Wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/Femtocell
Slideshare http://www.slideshare.net/zahidtg/cognitive-lte-small-cell-networks
Wireless Technology and Spectrum https://ktn.innovateuk.org/web/spectrum
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