Une équipe belge a pris la sixième place lors de la finale du DARPA spectrum collaboration challenge † Avec ce concours, le département de recherche de l'armée américaine veut nous ouvrir les yeux :nous devons utiliser le spectre radio d'une manière différente.
Comment assurer une bonne connexion Wi-Fi à tous les visiteurs d'une salle de concert bondée ou d'un centre commercial bondé aux heures de pointe ? Comment différentes équipes d'urgence peuvent-elles aligner rapidement leurs équipements sans fil pour faire face ensemble à une catastrophe humanitaire ? Comment coordonnez-vous une frappe militaire où les drones sont en contact permanent avec les soldats ?
Vous pouvez afficher chaque problème séparément. Cependant, si vous voulez une solution efficace à tous ces problèmes à la fois, vous avez besoin d'une nouvelle technologie qui utilisera le spectre radio de manière intelligente. Alors dites l'Agence des projets de recherche avancée de défense (DARPA), l'unité de l'armée américaine qui développe la technologie militaire. C'est pourquoi la DARPA a défié le monde :concevoir un nouveau système radio fiable dans toutes sortes d'environnements sans fil complexes avec beaucoup de trafic de données. L'organisation a organisé une vente aux enchères de deux millions de dollars pour les scientifiques qui ont le mieux réussi.
« Sommes-nous dans cette compétition ? », a demandé Ingrid Moerman (UGent/imec) à quelques collègues il y a trois ans. Moerman, spécialisé dans la recherche sur les réseaux sans fil, s'est associé à Steven Latré (UAntwerp/imec), qui possède l'expertise nécessaire en IA. Ivan Seskar de l'Université Rutgers aux États-Unis a été impliqué dans le projet de matériel. C'est ainsi qu'est née 'Team SCATTER', un nom approprié pour une équipe répartie sur plusieurs universités.
L'équipe SCATTER a été la seule équipe européenne à survivre à plusieurs tours préliminaires et à se qualifier pour la finale. Il a eu lieu fin octobre lors du Mobile World Congress à Los Angeles. Là, la DARPA avait planté son « Colisée », l'environnement de test sans fil le plus puissant au monde. L'émulateur a simulé un grand nombre de scénarios complexes, dont la DARPA a démontré une sélection lors de la finale sous le regard des dix finalistes en se mordant l'ongle.
'Parfois, une équipe a besoin d'une plus grande partie du spectre disponible, alors les autres équipes doivent garder suffisamment de spectre libre' Steven Latré, UAnvers /imec
Le match ressemblait plus à un jeu semi-coopératif, qui se rejouait encore et encore. "Nous obtenons des points pour chaque candidature que nous pouvons livrer correctement, mais le score dépend aussi de la performance de l'équipe la plus faible", explique Latré. « Parfois, une équipe a besoin d'une plus grande partie du spectre disponible, par exemple pour transmettre plusieurs flux vidéo lourds de haute qualité. Ensuite, les autres équipes doivent garder suffisamment de spectre libre pour cette seule équipe. Mais une fois que toutes les équipes atteignent un certain niveau de performance, cela redevient chacun pour soi. Ensuite, nous avons essayé très soigneusement de voler du spectre aux autres équipes."
"Chaque équipe avait sa propre stratégie", explique Moerman. "Nous avons recherché des modèles dans la façon dont les autres équipes utilisent le spectre afin de pouvoir prédire leurs mouvements futurs. En réagissant rapidement, nous avons pu utiliser le spectre de manière très flexible et dynamique. Un bon nombre de nos concurrents ont adopté une approche différente, recherchant un canal libre d'utilisation en continu. Ils étaient donc en «mode streaming» tout le temps. Cela nous a tués lors du dernier tour éliminatoire.”
'En tant que nouvelle équipe, nous avons fait du bon travail' Ingrid Moerman (UGent/imec)
Dans un duel décisif avec l'équipe GatorWings (Université de Floride), l'équipe SCATTER a finalement dû abandonner. Tant pis pour les Belges, à cause des cinq équipes restantes, l'équipe GatorWings a réussi à marquer le plus de points à la fin. C'est donc l'Université de Floride qui a remporté le premier prix de deux millions de dollars.
Pourtant, Moerman n'est pas déçu. « Nous n'avons pas mal fait en tant que nouvelle équipe. Nous sommes fiers de ce que nous avons accompli au cours des trois dernières années. Beaucoup dépend du hasard dans un tel jeu. Si je dois être très honnête :gagner était hors de question, mais notre stratégie collaborative aurait pu mener au bronze."
Maintenant qu'aucun prix n'a été collecté, imec veut voir comment développer et commercialiser davantage la technologie. A cet effet, le capital risque ou les partenariats avec des entreprises sont envisagés. « Mais avant tout, nous devons donner à nos doctorants la possibilité de publier leurs résultats. Cela n'a pas été possible pendant la compétition, non seulement parce que nous ne voulions pas divulguer notre stratégie, mais aussi parce que l'élément compétitif était si intense qu'il n'y avait tout simplement pas de temps pour cela », expliquent Moerman et Latré.
Certaines équipes ont rendu leur code disponible (en partie) open source pour stimuler davantage la recherche académique. Ce n'est pas ce qu'ils ont l'intention de faire à l'équipe SCATTER. « En tant qu'équipe européenne sans soutien de recherche américain, la DARPA n'a aucun droit sur nos résultats et nous conservons la propriété de notre technologie. Pendant le concours, nous avons également déposé cinq demandes de brevet », explique Moerman.
Cette année, différents gouvernements ont mis aux enchères de nouvelles bandes de fréquences pour l'internet mobile via la 5G. Cette vente aux enchères 5G peut rapporter beaucoup d'argent aux gouvernements. En Belgique, il est retardé parce que les différents gouvernements ne parviennent pas à s'entendre sur la répartition des bénéfices. « Les opérateurs de télécommunications veulent une partie du spectre sans avoir à le partager avec qui que ce soit. Ils sont prêts à payer beaucoup d'argent pour le contrôle du spectre exclusif, qu'ils peuvent ensuite transmettre au client », déclare Moerman.
Mais à l'avenir, elle voit ces frontières délimitées être brisées. « Le spectre n'est absolument pas utilisé efficacement aujourd'hui. On dit que l'attribution exclusive de bandes de fréquences aux opérateurs deviendra intenable à long terme. « La DARPA a mis en place cette compétition pour nous ouvrir les yeux :notre soif croissante de données va progressivement engorger les réseaux mobiles. Nous pouvons éviter cela en utilisant le spectre de manière dynamique. À long terme, les opérateurs mobiles devront partager le spectre, mais ce n'est pas ce dont ils sont conscients aujourd'hui. »
