APOGEE en bref

Le projet APOGEE (Analyse et oPtimisatiOn des systèmes d’après 3ème GEnEration) adressait les évolutions du système de communication cellulaire 3GPP Long-Term Evolution (LTE) en cours de normalisation. Il s'agissait d'un projet de développement pré-concurrentiel répondant à l’axe thématique « Réseaux très haut débit de bout en bout » du programme de recherche télécom coordonné par l’Agence Nationale de la Recherche(ANR). Il regroupait Mitsubishi R&D Centre Europe (coordinateur), le CEA-LETI, Orange Labs, TeamCast, Supélec et Eurécom. L’effort global était de 15 personne.an pour un budget total de 2.2 Millions d’Euros. Ce projet, d’une durée de 26 mois, a débuté en février 2008 et s’est terminé en mars 2010.

Résumé du projet

Vers des réseaux cellulaires encore plus efficaces et performants au service des utilisateurs

Amélioration du lien montant des futurs réseaux cellulaires 3GPP Long-Term Evolution (LTE)

Avec des réseaux de troisième génération amenés à connaître assez rapidement des phénomènes de saturation, l’organisme de standardisation 3GPP a lancé dès 2004 l’étude d’un successeur à l’UMTS visant à répondre à l’accroissement constant du trafic ainsi qu’à la diversification des services à supporter. Une première version de cette norme appelée LTE pour Long-Term Evolution dite d’après troisième génération a été publiée fin 2008 [1] pour des premiers déploiements attendus d’ici à fin 2010. Eu égard à la nature et à l’ampleur des ruptures technologiques incluses dans la norme 3GPP/LTE, plusieurs évolutions sont d’hors et déjà planifiées. Le projet APOGEE (Analyse et oPtimisatiOn des systèmes d’après 3^ème GEnEration) vise précisément à proposer, étudier et valider sur plateformes logicielle et matérielle des techniques innovantes pour l’amélioration de la transmission en voie montante, c'est-à-dire des terminaux mobiles vers la station de base. Ce projet fait suite au projet OPUS (Optimisation des futures évolutions de l'UMTS) qui étudiait plus précisément la transmission en voie descendante.

Une action combinée sur la définition et l’optimisation du système LTE avec validation matérielle

L’amélioration d’un système tel que le LTE peut être conduite suivant plusieurs axes : par la définition de nouveaux modes de transmission, par l’optimisation des algorithmes de réception et au niveau système par l’optimisation de l’usage des ressources spectrales. La première approche est de loin la plus flexible, mais elle impose de faire accepter la technologie dans le standard. En ce qui concerne les algorithmes de réception, l’objectif est d’exploiter au mieux le standard afin de se différentier des concurrents. Les trois approches ont été considérées dans le cadre d’APOGEE avec des études menées à la fois au niveau lien et système. Une chaîne de simulation logicielle commune a été développée pour valider les techniques de niveau lien. En parallèle des traditionnelles études et simulations, le projet APOGEE avait aussi pour objectif de développer une plateforme matérielle temps réel dans le but de valider un sous-ensemble des solutions innovantes identifiées. Le démonstrateur inclut des têtes radiofréquences à antennes multiples avec transmission dans la bande 2 GHz, l’ensemble des traitements numériques du couple émetteur/récepteur ainsi qu’une couche d’accès.

Avec plus de 18 études relatives à l’évolution du LTE dans des domaines aussi variés que les schémas multi-antenne, le codage canal, les algorithmes d’ordonnancement, les récepteurs avancés, le projet APOGEE a clairement atteint son principal objectif. Trois de ces études ont directement servi à alimenter des contributions présentées en standardisation 3GPP/LTE. Le second résultat significatif du projet est le développement d’une plateforme matérielle temps réel avec une transmission par voie radio. La plateforme réalise un système basé sur la version 8 du standard LTE mettant en œuvre plusieurs solutions avancées, dont une solution de précorrection adaptative des imperfections RF.

Tous ces travaux ont donné lieu à 34 publications dans des conférences de renommée internationale telles que GLOBECOM, ICC, ICASSP, PIMRC, VTC, etc. Par ailleurs, 5 publications ont été acceptées dans les journaux à revue EURASIP, IEEE Transactions On Wireless Communications et ACM Sigmetrics. Eu égard à la taille du projet, ces nombreuses publications couvrant l’ensemble des thématiques abordées dans le projet démontrent la vitalité et la qualité de la production scientifique du projet APOGEE. Par ailleurs, la plateforme matérielle a été exploitée dans le cadre du projet CELTIC WINNER+ et a dans ce cadre donnée lieu à deux démonstrations, une au CELTIC Event d’avril 2010 en Espagne et une autre à la conférence FNMS’2010 de juin 2010 en Italie.