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Radiotéléphonie mobile :
le projet européen ARNO 

La radiotéléphonie mobile, qui peut sembler à certains un simple phénomène de mode, correspond en fait à une véritable révolution structurelle et organisationnelle de notre société. Demain, les téléphones ne seront plus liés aux lieux, mais aux personnes. L'information pourra circuler plus vite et mieux, surtout si l'on intègre dans ce schéma les progrès simultanés des moyens informatiques portables.
 

Aujourd'hui, nous disposons de toute la technologie nécessaire pour réaliser cette mutation. Néanmoins, cela suppose la mise en place d'une infrastructure importante, qui s'avère très coûteuse. Un des problèmes majeurs des opérateurs actuels est donc d'optimiser la conception de cette infrastructure, de façon à réduire les coûts et surtout à assurer une qualité de service irréprochable. Quelques chiffres sont nécessaires. En France, le déploiement du troisième réseau mobile va couter 2 milliards d'écus. Le nombre d'abonnés GSM en Europe est passé de quelques dizaines de milliers en 1990 à presque 8 millions fin 1996. En quelques années, la technologie micro-cellulaire va multiplier par 10 le nombre d'abonnés (40 millions d'abonnés attendus vers l'an 2000 et 80 millions en 2010). Cette augmentation dépasse largement les capacités des opérateurs nationaux et nécessite la création d'alliances internationales pour la mise au point d'outils de déploiement performants.

Le consortium ARNO s'est fixé pour objectif de résoudre le problème global de l'optimisation des réseaux de radiotéléphonie mobile (positionnement et paramétrage des antennes) en utilisant des moyens informatiques matériels et logiciels modernes. Ce problème est un problème d'optimisation NP-complet, dont la complexité croît exponentiellement avec le nombre de variables considéré. Les outils logiciels algorithmiques classiques ne peuvent résoudre en un temps raisonnable ce genre de problème. Le consortium a donc prévu de tester des méthodes informatiques nouvelles, dites heuristiques : les algorithmes génétiques, le recuit simulé et les réseaux de neurones. Ces méthodes ont en commun une certaine philosophie de l'optimisation. Elles ne cherchent pas à construire de façon progressive une solution au problème posé, mais au contraire explorent l'espace des solutions valides complètes de façon aléatoire mais guidée. Chaque méthode dérive à la base de l'observation d'un processus d'optimisation naturel : le refroidissement des métaux pour le recuit simulé, la sélection naturelle pour les algorithmes génétiques, et le système nerveux pour les réseaux de neurones. Par la suite, des outils mathématiques variés ont permis de mieux comprendre leur fonctionnement et d'en améliorer les performances, en s'éloignant éventuellement de leur fondement théorique.
Du point de vue matériel, les méthodes à tester s'y prêtant particulièrement bien, le consortium a prévu leur implémentation sur calculateurs massivement parallèles. De cette façon, il devrait être possible de résoudre des problèmes de taille réelle en un temps raisonnable, et ainsi de comparer les différentes méthodes sur des cas réels. L'ordre de grandeur d'un problème réel est par exemple 1000 antennes à positionner et paramétrer.

Le consortium est composé de cinq partenaires : trois français, un allemand et un anglais. Le CNET (Centre National d'étude des Télécommunications) de Belfort a en charge la modélisation du problème et la fourniture de cas tests. Le LGI2P, laboratoire de l'école des Mines d'Alès doit tester les algorithmes évolutionnaires hybrides (mélange d'algorithmes génétiques et de recherche locale). GMD, groupe public allemand versé dans le calcul intensif, doit explorer une forme particulière d'algorithmes génétiques. L'Université de Cardiff (Grande Bretagne) s'occupe plus particulièrement du recuit simulé. Enfin, ECTIA doit évaluer l'apport des réseaux de neurones.

Le projet ARNO, d'une durée de 28 mois, a débuté en janvier 1997. L'Union Européenne apporte son soutien à hauteur de 974 980 écus. La région des Pays de Loire, pour sa part, soutient le projet en contribuant pour 200 000 F aux travaux d'ECTIA.

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