LTE4PMR : sécuriser les radio-télécommunications 4G

En janvier 2016, Airbus Defence and Space annonçait le lancement de LTE4PMR, un projet de démonstrateur pour radio-télécommunications mobiles sécurisées se basant sur des réseaux 4G. Objectif ? Fournir aux forces de l’ordre et services de secours une technologie de communication adaptée à leurs besoins. Une initiative soutenue, aux côtés d’un autre projet dédié au même objectif, le 19 avril dernier par le gouvernement français, à hauteur de 23 millions d’euros, dans le cadre du programme d’investissements d’avenir (PIA). Aux côtés de la filiale d’Airbus Group, deux partenaires industriels — Nokia et Sequans — et deux écoles de l’Institut Mines-Télécom (IMT) : Télécom SudParis et Télécom ParisTech.

Certes, les forces de l’ordre utilisent déjà des fréquences allouées et sécurisées pour leurs communications. Elles se basent pour cela sur la technologie Tetrapol. Problème : celle-ci n’offre qu’un débit limité. Or les services de sécurité et de secours aimeraient exploiter les services haut-débit des radio-télécommunications. L’ajout de communications vidéo entre des équipes sur site d’intervention et le centre de commandement permettrait ainsi de mieux guider et coordonner les unités entre elles. Tout comme la transmission des données de caméra thermiques ou infrarouges, offrant des outils de vision en conditions « aveugles » aux agents et coordinateurs.

Pour moderniser les technologies de communication de ces services d’ordre et de sécurité de l’État, Airbus Defence and Space s’est allié à Nokia, Sequans et deux écoles de l’Institut Mines-Télécom (IMT) : Télécom SudParis et Télécom ParisTech. Ce projet s’ancre dans un effort d’investissement public-privé plus large représentant 55 millions d’euros, dont 23 apporté dans le cadre de la procédure « Projets stratégiques de R&D pour la compétitivité » (PSPC), du programme d’investissements d’avenir (PIA) opérée par Bpifrance. Les acteurs alliés à Airbus Defence and Space concentreront leurs travaux sur les réseaux LTE, déjà partie intégrante de l’ensemble des réseaux 4G couvrant le territoire pour des usages commerciaux. Il s’agira donc de les décliner pour des radio-télécommunications mobiles sécurisées (PMR en anglais) en levant un certain nombre de limites scientifiques. Tâche à laquelle s’attaqueront les deux écoles de l’IMT dans ce projet ainsi nommé LTE4PMR.

Remplacer à terme les technologies actuelles et assurer la résilience des réseaux

Menée par Badii Jouaber, l’équipe scientifique de Télécom SudParis a pour objectif d’apporter des optimisations technologiques applicables à des services tels que les communications de groupe et le « Push-to-talk » sur les réseaux type LTE. « Ces services remplaceront à terme les technologies vieillissantes comme Tetrapol ou Tetra » explique ainsi le coordinateur. Parmi les verrous auxquels sont confrontés les chercheurs de l’école d’Évry : le caractère immédiat et dynamique des communications en « Push-to-talk« , qui tranche avec les communications 4G classiques où chaque utilisateur compose un numéro et établit une connexion après un certain délai. De plus, l’équipe de Télécom SudParis devra « trouver un moyen de gérer des utilisateurs dans des cellules réseaux ou des conditions radio différentes et optimiser la gestion des ressources radio » ajoute Badii Jouaber.

Du côté de Télécom ParisTech, l’équipe de Philippe Martins – épaulé par Philippe Godlewski et Anaïs Vergne- portera son effort sur deux points. Le premier concerne la définition de nouvelles techniques de diffusion de l’information vidéo. Les chercheurs proposeront de nouvelles méthodes de transmissions de l’information, plus fiables et robustes. « Des algorithmes permettant de prendre en compte simultanément la couverture, la qualité de la transmission vidéo et la gestion des appels de groupe seront également définis » pointe Philippe Martins. Le second point traitera des problèmes de résilience des infrastructures dans des situations extrêmes où la couverture des réseaux est endommagée, voire inutilisable. Il s’agira donc pour les scientifiques de déterminer les meilleurs moyens de rétablir une couverture réseau. Ils s’appuieront pour cela sur des outils algorithmiques permettant de jongler entre des structures des forces d’intervention ad hoc ou des infrastructures publiques.

Le rétablissement rapide d’une couverture réseau lors de catastrophes naturelles (ici une inondation) est une nécessité pour l’intervention des forces de secours.

Expérimentation et normalisation

En parallèle de la mise en place du démonstrateur LTE4PMR final, Télécom ParisTech et Télécom SudParis développeront leurs propres plateformes pour tester des solutions qu’ils transféreront ensuite aux partenaires industriels du projet. Ce sera également l’occasion de mettre à l’épreuve, à une plus petite échelle, des technologies plus avancées que celles en phase de déploiement sur le grand démonstrateur. Un challenge pour les deux écoles qui n’auront que 27 mois — durée du projet — pour tester et transférer leurs solutions.

La normalisation sera également un aspect important du projet, et sera alignée avec les travaux du consortium de standardisation 3GPP pour les réseaux de télécommunication 4G. Les évolutions en cours de la norme 4G et la future norme 5G, en développement pour les usages commerciaux, n’entreront pas en conflit avec les réalisations du projet LTE4PMR, mais seront complémentaires, permettant notamment d’envisager l’intégration d’objets connectés.