Par Philippe Sehier

Alors que le déploiement de la 5G débute, plusieurs projets et forums industriels ont déjà commencé des travaux de recherche sur la 6G, avec un objectif de début de déploiement opérationnel en 2030, en perpétuant ainsi le cycle d’une nouvelle génération de systèmes de communications mobiles tous les 10 ans. Le projet européen Hexa-X piloté par Nokia en est un exemple majeur.

Les utilisateurs de la 5G commencent tout juste à découvrir ses potentialités, avec ses promesses d’applications élargies à différents domaines industriels, ainsi que ses performances décuplées. Comment peut-on dès lors imaginer dès aujourd’hui les besoins d’évolutions de la connectivité mobile pour les années 2030 et au-delà ? Et pourtant … La 6G offrira des gains de performances selon les métriques habituelles de capacité, latence et fiabilité des connexions, mais aspire à bien plus que cela : elle vise à entrer de manière plus étroite dans notre quotidien en créant l’internet des sens !

NOUVEAUX BESOINS, ET HYBRIDATION DES TECHNOLOGIES

Essayer de prédire les besoins de communication pour les années post-2030 comporte des incertitudes. Mais on peut d’ores et déjà prendre en compte : l’effet combiné de l’augmentation de la population et des attentes accrues de services de bonne qualité, plus exigeants en capacité, fiabilité et latence ; le souci croissant de sobriété énergétique ; et l’évolution des attentes des utilisateurs, qui inciteront les vendeurs à faire preuve de plus de responsabilité sociale et environnementale et à accorder de l’importance à leur bien-être physique et mental.

Notre dépendance accrue au numérique, conjuguée à l’apparition d’architectures plus ouvertes, rendra la sécurité des systèmes numériques et cyberphysiques de plus en plus critique. Des attaques plus virulentes vont stimuler la recherche dans les domaines de la sécurité.

Les techniques d’intelligence artificielle (IA) feront une entrée massive à tous les niveaux de l’architecture réseau. Ceux-ci seront plus autonomes grâce à des fonctions d’optimisation et de prédiction qui permettront, par exemple, d’améliorer la qualité de service ou de réduire la consommation énergétique en activant ou désactivant des ressources en fonction de la demande. L’IA sera également utilisée dans l’interface radio, pour des fonctions temps réel ou proche du temps réel de l’interface air (couches 1 et 2). Une évolution significative sera l’auto-apprentissage de l’interface radio, optimisée pour le canal radio, développée par Nokia. Par ailleurs, une utilisation plus efficace du spectre est visée grâce à des approches de partage intelligent fondées sur des méthodes cognitives.

DES NOUVELLES FRÉQUENCES POUR DES PERFORMANCES ULTIMES

Pour faire face aux besoins explosifs de capacité, de nouvelles bandes de fréquence ont été introduites en 5G (3GHz à 6GHz et 24GHz à 50GHz) dans plusieurs régions. La 6G permettra, quant à elle, l’utilisation des bandes sub-Terahertz de 114GHz à 300GHz. Ces bandes seront réservées à des applications à courte portée requérant des débits très élevés.

DES FONCTIONNALITÉS BOOSTÉES

De manière plus exhaustive, le tableau suivant présente les applications principales, leur niveau de support en 5G, et les évolutions visées pour la 6G.

Applications principales et leur support en 5G et 6G

6G ET JUMEAUX NUMÉRIQUES

Parmi cette série d’applications, celle des Jumeaux numériques est peut-être celle qui éveille le plus de curiosité. Dans le monde industriel, ils sont utilisés pour créer des répliques numériques d’objets réels pour des tâches de surveillance, de diagnostic ou de pronostic. Dans le monde de la 6G, ils seront étendus au monde du vivant pour créer une réalité hybride constituée d’entités réelles et virtuelles. Les Jumeaux numériques, portés par des clouds distribués et interconnectés à haute vitesse, constitueront le fondement principal du futur monde numérique. D’énormes capacités de traitement et de transmission à très faible latence seront nécessaires pour permettre de reproduire l’environnement de l’utilisateur en temps réel.

Dans cette vision futuriste, on peut imaginer que les divers objets connectés que nous utilisons aujourd’hui, comme les montres connectées, évoluent sous la forme de patches qui capteraient nos paramètres vitaux, d’implants corporels, voire de produits ingérables ! La biologie de l’homme serait donc cartographiée avec précision et ferait partie intégrante de ce nouveau monde numérique.

L’extension des communications mobiles dans différents domaines industriels, de la santé, ou dans l’automobile, commencée en 5G, va se poursuivre et s’intensifier en 6G, avec des applications toujours plus exigeantes en fiabilité et latence. La reconnaissance et la localisation d’êtres vivants, ou d’objets, viendront compléter le support de ces nouvelles applications. La combinaison des capacités de détection multimodale et des technologies cognitives, rendra possible l’analyse
des modèles de comportements, préférences et émotions des utilisateurs, créant ainsi un sixième sens qui anticipe leurs besoins. Cela permettra des interactions avec le monde physique d’une manière beaucoup plus intuitive.

Références

Communication in the 6G Era, Harish Viswanathan et al. IEEE Access 10.1109/ACCESS.2020.2981745

Projet H2020 Hexa-X : https://hexa-x.eu/

à retenir

La 6G offrira des gains de performances selon les métriques habituelles de capacité, latence et fiabilité des connexions, mais aspire à bien plus que cela. Elle vise à entrer de manière plus étroite dans notre quotidien en créant l’internet des sens. La combinaison des capacités de détection multimodale avec les technologies cognitives rendra possible l’analyse des modèles de comportement, préférences et émotions des utilisateurs, créant ainsi un sixième sens qui anticipe les besoins des utilisateurs. Cela permettra des interactions avec le monde physique d’une manière beaucoup plus intuitive.

Philippe SEHIER

est chef de département aux Nokia Bell Labs France. Ses domaines de recherche actuels concernent le réseau d’accès 5G, et plus spécifiquement l’interface radio. Après une carrière de recherche et développement dans les transmissions satellitaires et terrestres civiles et militaires, il a rejoint l’activité mobile d’Alcatel Lucent en 2001, où il a exercé différentes fonctions de management de produit et de marketing pour la 3G, la 4G. Diplômé de l’école Supérieure d’Electricité en 1984, Il est l’auteur de nombreuses publications et brevets dans les domaines liés à la transmission radio..