Le projet récemment achevé est le fruit d'une collaboration entre Huawei Technologies et l'Institut IMDEA Networks, organisme de recherche madrilène pionnier dans le développement de nombreuses technologies actuellement utilisées dans le cadre de la 5G.
Le Dr Joerg Widmer, responsable du projet et directeur de la recherche chez IMDEA Networks, décrit le défi relevé par l'équipe : « L'atténuation du signal augmente considérablement avec la fréquence. Par conséquent, les communications haute fréquence (HF), telles que les systèmes à ondes millimétriques qui offrent le débit et la capacité requis par les réseaux 5G et Wi-Fi utilisant la norme 802.11ad, nécessitent des antennes directionnelles pour compenser l'atténuation. Cela engendre une surcharge de signal importante, car les deux extrémités de la communication doivent constamment adapter l'orientation de leurs antennes en fonction des déplacements des nœuds et des obstacles qui interrompent la visibilité directe. » Ces problèmes sont évités dans les réseaux basse fréquence (BF), grâce à leur environnement à trajets multiples et à leurs taux d'atténuation bien plus faibles.
« Nous avons exploré comment utiliser les bandes de basses fréquences pour déduire les caractéristiques du canal à partir des bandes d'ondes millimétriques hautes fréquences et pour fournir au réseau des fonctions de suivi de faisceau, d'estimation de l'angle d'arrivée et de localisation. En étudiant cette approche et d'autres corrélations de canaux BF-HF permettant aux BF de prendre en charge les HF, nous avons pu développer des techniques qui améliorent les performances de la bande d'ondes millimétriques et réduisent la charge réseau nécessaire au fonctionnement d'un tel réseau. Lors de la phase expérimentale du projet, nous avons démontré que les mécanismes et algorithmes que nous avons développés fonctionnent non seulement en théorie, mais aussi dans des environnements de réseaux sans fil réels. »
Widmer est très clair sur l'importance du projet : « À notre connaissance, c'est la première fois que ces deux systèmes sont étudiés conjointement et de manière approfondie. » Notre équipe d'experts a obtenu des résultats remarquables en développant des techniques qui permettront aux opérateurs d'améliorer les performances de leur bande d'ondes millimétriques et, par conséquent, de réduire la charge réseau nécessaire au fonctionnement de leurs réseaux actuels et futurs. Nos travaux ont déjà abouti à deux demandes de brevet, et la faisabilité d'une troisième est actuellement en cours d'évaluation. «
L’un des défis majeurs a consisté à étudier la corrélation des canaux afin de permettre aux basses fréquences (BF) de contribuer à la haute fréquence (HF) », poursuit Widmer. « Dans le cadre de cette étude, nous avons évalué d’innombrables variables, telles que les scénarios, l’énergie et le délai du signal, le nombre de trajets et le nombre d’antennes dans chaque système. L’équipe d’IMDEA Networks était composée de chercheurs experts en mathématiques, en langages de programmation, en physique des matériaux, en propagation radiofréquence et en normes de communication. L’application de ce large éventail de connaissances spécialisées, combinée à nos importantes ressources techniques, a été déterminante pour la réussite du projet. »
Références bibliographiques :
Pablo Jimenez Mateo, Alejandro Blanco, Norbert Ludant, Matteo Marugan Borelli, Amanda
García-García, Adrian Loch, Zhenyu Shi, Yi Wang, Joerg Widmer (février 2019)
Une étude complète de la corrélation des canaux basse et haute fréquence [PDF]
Dans : Conférence internationale sur l'informatique, les réseaux et les communications (ICNC 2019), 18-21 février 2019, Honolulu, Hawaï, États-Unis.
