Un périphérique activateur de coexistence pour les futurs réseaux 5G
Pour tenir leur promesse de multiplier les débits de données par 1 000, les futurs réseaux 5G doivent utiliser une large gamme de bandes spectrales. Mais, à mesure que cette gamme s’étend, la concurrence entre les systèmes utilisant le réseau devient plus féroce: coexister devient un problème. «C’est une nécessité de l’évolution de la 5G. Pour améliorer encore l’utilisation de l’espace spectral, les systèmes 5G doivent déployer plus densément l’infrastructure sans fil et ouvrir la voie à l’utilisation des bandes de fréquences 27 GHz et supérieures. Cela augmentera inévitablement les interférences entre les utilisateurs et entre les systèmes, c’est pourquoi il nous faut trouver de nouveaux moyens pour permettre leur coexistence», explique la Dre Mirjana Videnovic-Misic, coordinatrice du projet FUDACT. La Dre Videnovic-Misic connaît bien ce problème. Elle a notamment passé les trois dernières années à concevoir un récepteur picocellulaire résilient bloqueur à large bande dans le corps ultra-mince de 28 nm du STMicroelectronics et la technologie SOI (UTBB-FD-SOI) totalement appauvrie à oxyde enterré. «La plupart des technologies submicroniques profondes subissant d’importantes variations de processus, j’ai élaboré une procédure d’optimisation capable d’exploiter les caractéristiques uniques du processus CMOS UTBB FD-SOI de 28 nm tout en conservant une conception circuit/système robuste», explique-t-elle. FUDACT est un récepteur à mixage préalable qui possède une résilience naturelle aux puissants bloqueurs hors bande (OOB) et comprend également un filtre biquad en deuxième étage récepteur de bande de base. Lorsqu’il est conçu avec soin, il peut supprimer le signal OOB tandis que les signaux faibles recherchés sont échantillonnés et multipliés par des facteurs de pondération adéquats pour obtenir des informations à leur sujet dans la bande de base. Le récepteur bénéficie également d’une plage de tension de polarisation étendue et d’un rendement corporel élevé, propre à la technologie CMOS UTBB FDSOI de 28 nm. En appliquant ceci, «il est possible de compenser les variations de processus et de garantir les exigences en matière de bruit, de linéarité et de puissance dans +/- 10 % des valeurs cibles de l’amplificateur en bande de base - le cœur du récepteur conçu», explique la Dre Videnovic-Misic. La conception de FUDACT est toujours en cours d’élaboration, la prochaine étape étant la validation en laboratoire (après quoi elle atteindra TRL4). La Dre Videnovic-Misic espère progresser dans son développement grâce au nouveau poste auquel elle a récemment été nommée chez Silicon Austria Labs (SAL), un centre de recherche nouvellement créé pour les systèmes électroniques et qui vise à devenir l’un des points d’excellence européens. «En tant que scientifique senior, je serai en charge du recrutement, de la formation, de la direction d’équipes et de la conception de circuits intégrés. Cette fonction me permettra de mettre en pratique toutes les compétences acquises dans le cadre de FUDACT. Cela me permettra également de contribuer directement à la formation durable d’ingénieurs compétents en RFIC en Europe et de les soutenir. Il est possible que ce projet se poursuive sous une forme ou une autre, dans le cadre d’une coopération entre l’industrie et SAL». Il ne fait aucun doute que la coexistence restera un sujet brûlant chez les acteurs de la 5G au cours des prochaines années. Comme le souligne la Dre Videnovic-Misic, même la Commission fédérale de la communication des États-Unis a décidé d’imposer de nouvelles règles et réglementations conçues pour accélérer le déploiement de petites cellules, afin que les États-Unis puissent «gagnent» la course mondiale à la 5G. Poursuivre les recherches initiées dans le cadre de FUDACT pourrait être la clé permettant à l’Europe d’être à la hauteur des ambitions américaines.
Mots‑clés
FUDACT, 5G, coexistence, UTBB FD-SOI, ST Microelectronics, récepteur à mixage préalable
