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Des réseaux sans fil plus rapides et plus efficaces: c’est possible

Compte tenu de la montée en puissance des technologies sans fil comme la 5G dans le domaine des communications en Europe, des chercheurs ont développé des techniques permettant d’améliorer leur efficacité afin de donner vie à un véritable internet des objets.

Économie numérique

Le haut débit est devenu la forme d’accès à Internet la plus courante dans l’UE, puisqu’il était utilisé par 88 % des ménages en 2019, soit 33 points de pourcentage de plus que la part enregistrée en 2009. On considère les technologies MIMO («Multiple-Input Multiple-Output» ou «entrées multiples, sorties multiples») comme un élément essentiel au succès du déploiement des réseaux de nouvelle génération, mais il reste de nombreux problèmes pratiques à surmonter, notamment en ce qui concerne la pénurie de spectre radio, l’efficacité énergétique et les environnements sans fil dynamiques. «Constituant un élément fondamental de la vie moderne, les communications sans fil ont été amplement intégrées dans nos activités quotidiennes, et elles continuent de l’être», indique Keivan Navaie, coordinateur du projet ATOM. «Pourtant, la principale ressource permettant de fournir des services sans fil, le spectre radioélectrique, est extrêmement limitée, ce qui la rend très coûteuse.» Le projet ATOM, financé par l’UE, a pour objectif de tirer pleinement parti du potentiel des technologies MIMO afin de révolutionner les réseaux sans fil. L’équipe s’est efforcée de contribuer au déploiement des résultats de recherche entre les pays européens et autres, ainsi que de fournir un cadre de solutions MIMO avancées pour mettre en œuvre des communications sans fil écologiques, sécurisées et à haut débit. Ces recherches ont été menées avec le soutien du programme Marie Curie. «Nous abordons ces mêmes questions au cœur de la communauté de recherche consacrée aux communications sans fil», remarque Keivan Navaie. «Nous développons des méthodes permettant d’améliorer l’utilisation du spectre radioélectrique disponible et de fournir des services sans fil durables et moins coûteux, avec une empreinte carbone plus faible, en vue de proposer des technologies polyvalentes auxquelles une plus large communauté pourra accéder.»

Exploiter le potentiel des technologies MIMO

Les partenaires d’ATOM ont développé des technologies capables de transmettre simultanément de l’énergie et des informations dans les systèmes MIMO. Ils ont mis au point cette fonctionnalité pour relever le défi technique consistant à fournir l’énergie requise pour la création d’un internet des objets (IdO) constitué de dispositifs de petite taille sans accès direct au réseau électrique. Les chercheurs ont fait progresser les techniques d’accès multiple non orthogonal dans les communications sans fil en créant des outils d’analyse pour améliorer l’efficacité du spectre radioélectrique. ATOM a fait figure de pionnier vis-à-vis de cette technologie révolutionnaire en procédant à l’intégration du traitement mobile en périphérie de réseau, sous la forme de nouvelles technologies telles que les ondes millimétriques (mmWave) et les drones, qui couvrent un large ensemble d’applications dans divers environnements et configurations. Le projet a également mis au point un certain nombre d’autres technologies MIMO qui concernent des problématiques telles que l’utilisation optimale de la 5G sur le plan de l’efficacité du transfert de données ou les techniques d’allocation de ressources qui améliorent le service cellulaire pour les utilisateurs. L’équipe a développé une technologie qui analyse l’espace 3D dans le but de réduire les interférences au sein des réseaux très chargés, un système qui améliore la sécurité des communications secrètes et un autre système qui optimise le concept de mise en cache dans les réseaux denses.

Tirer profit de la technologie 5G

«Au cours du projet, les technologies sans fil ont énormément évolué et la technologie de la 5G a été lancée», observe Keivan Navaie. «Cette évolution a eu un impact positif sur nos recherches en nous permettant, grâce à ce projet, de contribuer à son développement.» ATOM a lancé de nouvelles technologies telles que les surfaces radio intelligentes, les communications par ondes millimétriques et les réseaux cellulaires compatibles avec les drones.

Une innovation reconnue pour son impact élevé

La Commission européenne a sélectionné le projet ATOM pour le programme Innovation Radar, qui soutient les innovations et les innovateurs à fort potentiel dans les programmes-cadres de recherche et d’innovation financés par l’UE. Les concepts introduits dans le cadre ce projet sont de nature transformatrice et ont débouché sur un changement de paradigme dans les technologies d’accès sans fil, qui devrait améliorer l’utilisation du spectre radioélectrique sans compromettre la qualité des services sans fil.

Mots‑clés

ATOM, MIMO, communication sans fil, 5G, surface radio intelligente, réseau sans fil, multiple-input multiple-output

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