Une meilleure compréhension des processus de propagation des ondes pourrait dynamiser les réseaux 5G et 6G

Des chercheurs du groupe Applications et technologies intelligentes et sans fil (SWAT-UGR) ont mené deux études scientifiques visant à répondre à une question commune : comprendre comment les ondes électromagnétiques se propagent dans le milieu.

L’augmentation de la vitesse du réseau ouvre la porte à de nouvelles possibilités, telles que la chirurgie robotique ou les services de réalité virtuelle.

Une équipe de chercheurs de l’UGR a étudié la propagation des ondes électromagnétiques dans le but d’améliorer le déploiement des réseaux 5G et 6G. De plus, les résultats de l’étude contribuent au développement de l’Industrie 4.0, qui vise à automatiser les processus dans les usines à l’aide de technologies sans fil.

Les chercheurs, membres du groupe SWAT-UGR, ont entrepris deux travaux scientifiques abordant la question commune de la compréhension de la propagation des ondes électromagnétiques dans le milieu. Le premier article, publié dans Transactions IEEE sur les communications sans fils’attaque au défi d’estimer deux paramètres clés caractérisant les ondes électromagnétiques : l’angle et le temps d’arrivée des signaux traversant le milieu.

Pour y parvenir, l’équipe utilise une géométrie de capteur « quelque peu exotique » connue sous le nom de réseaux toroïdaux, des formes géométriques ressemblant à des beignets. Le deuxième travail publié vise à comprendre les mécanismes par lesquels les ondes électromagnétiques se propagent dans un environnement industriel, en étudiant comment elles sont affectées par de tels scénarios.

Le fil conducteur de ces recherches est l’étude des ondes millimétriques, ces messagers invisibles qui véhiculent les informations destinées aux services de télécommunications, comme les réseaux mobiles ou le Wi-Fi. Actuellement, ces services fonctionnent généralement dans des bandes de fréquences inférieures à 6 GHz. Cependant, en raison de la croissance exponentielle du nombre d’utilisateurs et d’appareils, ces réseaux sont confrontés à des risques de saturation.

L’une des propositions clés des nouvelles technologies 5G et 6G est donc de déployer des services dans des bandes de fréquences plus élevées que celles actuelles. Cela se traduit par une vitesse de réseau accrue pour les utilisateurs et des connexions plus stables, ouvrant la voie à de nouvelles possibilités comme la chirurgie robotique ou les services de réalité virtuelle.

« Avant d’étendre nos réseaux à de nouvelles fréquences, il est essentiel de comprendre comment les ondes se propagent dans ces bandes, car il existe des différences notables entre cette bande millimétrique et celles actuellement utilisées », explique Alejandro Ramírez Arroyo, chercheur principal de l’UGR. « Par exemple, une onde ne se propage pas de la même manière à travers la mer ou entre les bâtiments d’une ville comme Grenade », ajoute Ramírez.

La deuxième étude, publiée dans Transactions IEEE sur la technologie des véhiculesse concentre sur un environnement spécifique : les scénarios industriels, où les ondes sont exposées à des obstacles dus à des machines lourdes, par exemple. Ainsi, ce travail analyse comment les ondes millimétriques se propagent dans les usines, améliorant les performances des réseaux sans fil.

Il convient de noter que cette recherche a été menée dans un laboratoire européen unique, le 5G Smart Production Lab de l’Université d’Aalborg, où sont déployées les dernières technologies pour le développement de l’Industrie 4.0.

Applications futures

Quelles applications futures peuvent découler des résultats de ces recherches de l’Université de Grenade ? Selon Ramírez, la compréhension complète du canal de propagation et de la manière dont les ondes se propagent offre la possibilité d’améliorer le déploiement des futurs réseaux 5G et 6G. Ces résultats sont remarquables car ils sont obtenus à l’aide de formes géométriques aussi uniques que les réseaux toroïdaux.

En outre, l’étude menée au 5G Smart Production Lab fournit des lignes directrices pour comprendre les déploiements de réseaux de télécommunications dans les environnements industriels. Cela met en lumière le fonctionnement des réseaux à ondes millimétriques, contribuant ainsi au développement de l’industrie 4.0. L’objectif de cette industrie est d’automatiser les processus de production dans les usines à l’aide de moyens sans fil.