Beyond 5G
Systèmes Numériques
Le projet Beyond 5G propose principalement des solutions techniques au développement de réseaux souverains et sécurisés 5G/post 5G.
Il articule ces solutions aux besoins des secteurs utilisateurs par un effort soutenu en R&D, un interfaçage R&D/besoins des utilisateurs (plateformes d’expérimentation). Il contribue au développement d’un écosystème recherche-expérimentation propice aux innovations nécessaires et adaptés aux enjeux d’une industrie résiliente et souveraine.
Le projet est divisé en 4 workpackages (WP)
- WP1 : Définition des Architectures cibles (Leader : Thales)
- WP2 : Méthodes pour l’accès radio massif et résilient en Beyond5G (Leader : IMT Atlantique)
- WP3 : Gestion de la sécurité dans les systèmes 5G et au-delà (Leader : Ericsson)
- WP4 : Plateformes et validation par tests (Leader : EURECOM)
Les travaux d’IMT Nord Europe portent sur deux axes en particulier.
La couche physique, la fiabilité, l’interférence et les communications device to device (D2D).
Les approches NOMA génèrent des interférences qui sont une limite forte des performances et qu’on ne peut pas toujours éviter ou supprimer. Notre contribution vise à trois objectifs :
- Modéliser l’interférence pour concevoir les bonnes stratégies de réception et optimiser les méthodes d’accès au canal par des distributions sous-exponentielles (comme les alpha-stables) qui permettent de tenir compte d’évènements rares mais de forte amplitude et des copules pour les relations non triviales de dépendance.
- La 5G va considérablement complexifier la cartographie spatio-temporelle du champ électromagnétique, une donnée qui inquiète le grand public et qui peut orienter les choix d’accès à la ressource dans les réseaux denses en particulier. L’objectif est de développer des outils basés sur l’intelligence artificielle (réseaux de neurones), des réseaux de capteurs autonomes ainsi que de données ouvertes sur l’architecture des réseaux pour construire cette cartographie.
- La stratégie d’accès peut permettre d’influencer ses propriétés statistiques de l’interférence, à la fois son degré d’impulsivité et ses propriétés de dépendances. Avec une conception jointe des solutions de réception, cela permet en particulier de réduire les impacts néfastes qu’elle peut avoir. Ce lot évaluera l’impact des stratégies NOMA sur les statistiques de l’interférence pour la mise en œuvre de stratégies de réception optimisées.
Qui plus est, a gestion des ressources énergétiques est un verrou majeur et nous nous intéressons aux politiques d’allocation et aux performances des réseaux à relais ou D2D.
- Nous souhaitons dériver des politiques d’allocation de ressources optimales pour des réseaux exploitant conjointement plusieurs techniques (radio cognitives, coopération, …) permettant de répondre aux exigences de débit et d’utilisateurs servis.
- Une connexion à longue portée dans un réseau D2D s’apparente à un phénomène de percolation qui intéresse et inquiète les opérateurs car il permettrait l’arrivée sur le marché d’un néo-opérateur qui bénéficierait, grâce au crowd-networking, d’un réseau fonctionnel sans réel investissement. Il s’agit donc de proposer et d’étudier de nouveaux modèles de percolation pour les réseaux D2D. Une perspective prometteuse serait de tenir compte à la fois de l’aspect « télécom » (interférence, shadowing, réflexion etc.) et de l’aspect « géométrique » (utilisateurs localisés dans un milieu urbain).
La couche réseau et la sécurité.
L’intégrité du chaînage de services ou fonctions réseaux (NFs) virtualisés (SFC) peut être compromise sur une zone plus ou moins limitée, et conduire à la définition de « Disaster Zone » (DZ) en fonction de l’échelle considérée. La résilience des slices réseaux est un problème critique pour le support des cas d’usage 5G+, en particulier URLLC. Suite à la détection d’anomalies, d’attaques (conduisant à des pannes réseaux) la migration vSDN sur les routes secondaires et la réservation des ressources de protection doivent être anticipés. Anticiper et garantir cette résilience impliquent : l’optimisation du placement des NFs, le calcul simultané de la route SFC primaire, de secours ainsi que l’allocation optimale des ressources. Ce lot vise à apporter une solution à ce problème complexe à travers la proposition de nouveaux modèles de migration, qui exploitent et adaptent des techniques d’optimisation et d’apprentissage automatique spécifiques.
Les techniques récentes d’apprentissage automatique (DL et SL) contribuent à améliorer les performances des systèmes de détection d’attaques ou d’intrusion dans les réseaux 5G (AIOps). Dans le contexte des réseaux 5G pour l’IoT, la dynamicité, complexité, l’hétérogénéité des architectures (ex. SDN Wise, Industrial IoT) des protocoles mais aussi le volume de données de télémétrie (ex. alertes) ne cessent de croître et posent de nombreux défis pour tendre vers une automatisation « complète » de la sécurité. L’objectif de ce lot est de proposer et d’adapter des algorithmes d’apprentissage automatique adaptés au contexte « 5G pour l’IoT » combinés à des systèmes de contrôle en boucle et capables de s’intégrer dans les architectures réseaux virtualisées (orchestrateur de sécurité)
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