Des chercheurs « déchiffrent le code » pour supprimer les interférences électromagnétiques

Les chercheurs du Florida Atlantic Center for Connected Autonomy and Artificial Intelligence (CA-AI.fau.edu) ont « déchiffré le code » des interférences lorsque les machines ont besoin de communiquer entre elles et avec les gens.

Les ondes électromagnétiques rendent possible la connectivité sans fil mais créent de nombreux bavardages indésirables. Appelé « interférence électromagnétique », ce sous-produit bruyant des communications sans fil pose de formidables défis dans les environnements denses actuels de l’Internet des objets et de l’IA robotique. Alors que la demande de débits de données ultra-rapides atteint des niveaux sans précédent, la nécessité de supprimer ces interférences est plus pressante que jamais.

Équipés d'une solution algorithmique révolutionnaire, des chercheurs du Centre FAU pour l'autonomie connectée et l'IA, au sein du Collège d'ingénierie et d'informatique, et de l'Institut FAU pour l'ingénierie des systèmes de détection et de réseaux embarqués (I-SENSE), ont trouvé un moyen d'y parvenir. .

Leur méthode, qui est une première, ajuste dynamiquement les liaisons à entrées multiples et sorties multiples (MIMO), pierre angulaire des systèmes sans fil modernes tels que les réseaux Wi-Fi et cellulaires.

L'approche des chercheurs, publiée dans un numéro spécial de la revue Journal IEEE sur certains domaines des communications et présenté comme un point culminant de la recherche dans Avis sur la nature, montre comment leur méthode algorithmique sculpte les formes d'onde sans fil pour naviguer dans la bande de fréquences encombrée. En optimisant simultanément la transmission dans l’espace et dans le temps, cet algorithme pourrait ouvrir la voie à des canaux de communication vierges.

Lors de démonstrations sur le terrain, les chercheurs ont optimisé dynamiquement les formes d'onde sans fil MIMO sur une bande de fréquence donnée pour gérer et éviter les interférences dans les communications de machine à machine et ont montré l'efficacité de cette méthode dans des scénarios réels où les interférences constituent un problème courant.

“Nous avons lancé le travail de base conceptuel et pratique pour les machines équipées de plusieurs antennes afin de déterminer de manière autonome les formes de forme d'onde les plus efficaces dans les domaines temporel et spatial pour la communication au sein d'une bande de fréquence désignée, même au milieu d'interférences et de perturbations extrêmement difficiles”, a déclaré Dimitris Pados, Ph.D., auteur principal, professeur, directeur du CA-AI et membre d'I-SENSE au Département de génie électrique et d'informatique.

“En utilisant l'apprentissage automatique des formes d'onde dynamiques en tandem dans l'espace et le temps, nous pensons avoir déchiffré le code de l'atténuation des interférences électromagnétiques.”

Les chercheurs ont d’abord mené des simulations approfondies pour valider l’efficacité de cette méthode contre un barrage de scénarios d’interférences allant du champ proche au champ lointain et dans des scénarios d’interférences légères et denses. Ces simulations ont mis en évidence la capacité des formes d'onde optimisées, en particulier l'optimisation spatio-temporelle conjointe, à maintenir des communications « propres » dans des environnements extrêmes à interférences mixtes.

« Dans le domaine des systèmes autonomes et des communications de machine à machine, des communications sécurisées, fiables et « propres » sont primordiales, soulignant l'importance de cette recherche révolutionnaire menée à Florida Atlantic », a déclaré Stella Batalama, Ph.D., doyenne de la FAU. Collège d'ingénierie et d'informatique.

“Au milieu du chaos des communications modernes, cette recherche innovante offre une voie très prometteuse pour résoudre les problèmes d'interférence dans les communications de machine à machine où il existe de grands volumes d'appareils et de multiples réseaux.”