[EDITION ABONNES] Publiée en octobre 2020 par l’organisme de normalisation Etsi, la norme IoT DECT-2020 NR (New Radio), qui s‘appuie sur certaines technologies de la société finlandaise Wirepas, devrait selon toute probabilité être intégrée dans les spécifications 5G de l’Union internationale des télécommunications (UIT). ...Les récentes simulations du VTT, le Centre de recherche technique de Finlande, ont en effet prouvé les performances et l’échelonnabilité de la norme Etsi pour les communications 5G mMTC (massive Machine-Type Communications).

On rappellera que le DECT-2020 NR a été conçu pour satisfaire les besoins de l’Internet des objets massif grâce à sa capacité à accepter des millions d’appareils, équipements et autres dispositifs au sein d’un même réseau comme ce peut être le cas dans des domaines comme la logistique et le suivi des actifs, l'industrie 4.0, l'automatisation des bâtiments et la maintenance préventive. La norme doit aussi répondre aux besoins de multiples applications IoT sans fil qui exigent des communications à la fois ultrafiables et à faible latence, notamment dans les domaines de l’industriel et du vocal. Sachant que la technologie DECT et ses évolutions bénéficient d’une bande de fréquence qui leur est allouée en propre au niveau européen autour de 1,9 GHz (entre 1 880 MHz et 1 920 MHz pour être précis).

Selon Wirepas, qui compte commercialiser sous le nom de Wirepas Private 5G une offre compatible avec la norme DECT-2020 NR et exploitant la bande 1,9 GHz, les exigences de l'UIT pour les technologies 5G sont strictes. Pour être adoptée, une technologie doit faire l'objet de simulations de test approfondies. Afin de tester la technologie DECT-2020 NR, VTT a donc construit une plate-forme de simulation complète et a mené une analyse indépendante des fonctionnalités et des performances de la norme dans des environnements à très forte densité de dispositifs connectés.

« Les simulations ont fourni des données indiscutables sur les performances du DECT-2020 NR et tendent à prouver aussi les bonnes propriétés de la norme au niveau de la consommation d'énergie et de la couverture, précise Juho Pirskanen, ingénieur système chez Wirepas. Elle fonctionne également bien avec différentes densités de nœuds utilisateurs, ce qui fournit la flexibilité indispensable nécessaire aux applications et aux déploiements. L’utilisation d’une topologie de réseau maillé est essentielle pour obtenir ces avantages. »

Dans la pratique, la norme Etsi DECT-2020 NR est une base technologique pour le déploiement de réseaux locaux sans fil maillés autonomes et auto-organisés reposant sur des liens de communication à faible latence et nécessitant peu d’investissements en infrastructures fixes. Par ailleurs, les capacités inhérentes de gestion automatique des interférences de la norme permettent d’envisager des déploiements sans planification stricte des fréquences.

Au-delà, la couche physique DECT-2020 NR définit 17 bandes de fréquence sous les 6 GHz (et donc pas uniquement la bande DECT historique) avec une conception qui permet la mise en place de canaux dont la bande passante peut varier entre 1,728 MHz et 221 MHz avec les débits afférents. En termes de technologies, elle stipule une modulation multiporteuse OFDM évoluée, un codage canal, un contrôle d’erreurs ARQ hybride, un algorithme d’adaptation de lien rapide, une diversité à l’émission et à la réception ainsi qu’un procédé multi-antennaire Mimo (jusqu’à huit flux). La couche MAC DECT-2020 NR, quant à elle, s’accommode des  topologies de communication maillées, en étoile ou point à point.

Selon Wirepas, la norme 5G telle que définie par l’UIT doit pouvoir prendre en charge au moins un million de nœuds d'utilisateurs par kilomètre carré avec la transmission d'un paquet toutes les deux heures par nœud. Un tel scénario, énorme pour une simulation système détaillée, a obligé VTT à repousser les limites de son logiciel de simulation et de ses plates-formes matérielles. « Nous avons utilisé l'outil de simulation NS-3 pour ce projet, indique Mika Lasanen, Senior Scientist and Project Manager chez VTT. Nous avons développé un simulateur où le scénario de simulation pouvait être divisé en plusieurs étapes pour minimiser le temps d'exécution et la consommation mémoire sur les calculateurs utilisés, qui étaient tous deux extrêmement élevés. La plate-forme a permis de tester les performances d'un réseau très complexe dans un délai raisonnable. Le scénario où nous avons analysé quatre millions de nœuds utilisateur sur une période de deux heures n'a pris que 24 heures en temps réel. »

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