Une surface intelligente pour des appareils intelligents
Nous l’entendons depuis des années : le 5G arrive. Et pourtant, si l’internet à haut débit 5G se déploie effectivement lentement dans un petit nombre de pays à travers le monde, il reste de nombreux obstacles qui ont empêché son adoption généralisée.
Une surface constituée de plusieurs antennes
L’un des problèmes est que nous ne pouvons pas obtenir des vitesses plus élevées sans disposer de moyens plus efficaces pour transmettre des signaux sans fil. La tendance générale a été de simplement ajouter des antennes à l’émetteur (c’est-à-dire les points d’accès Wi-Fi et des tours de téléphonie mobile) ou au récepteur (comme un téléphone ou un ordinateur portable). Mais cela est devenu difficile à faire car les entreprises produisent des appareils de plus en plus petits, notamment une nouvelle vague de systèmes « internet des objets ».
Des chercheurs du laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT (CSAIL) ont récemment examiné ce problème et se sont demandé si les gens avaient vu les choses complètement à l’envers pendant tout ce temps. Au lieu de se concentrer sur les émetteurs et les récepteurs, que se passerait-il si nous pouvions amplifier le signal en ajoutant des antennes sur une surface externe dans l’environnement lui-même ?
C’est l’idée derrière le nouveau système RFocus de l’équipe du CSAIL, une « surface intelligente » contrôlée par un logiciel qui utilise plus de 3 000 antennes pour maximiser la puissance du signal au niveau du récepteur. Les tests ont montré que RFocus pouvait améliorer la puissance moyenne du signal d’un facteur de presque 10.
Une plateforme peu coûteuse
Sur le plan pratique, cette plateforme est également très rentable, chaque antenne ne coûtant que quelques centimes. Les antennes sont peu coûteuses car elles ne traitent pas du tout le signal ; elles ne font que contrôler la façon dont il est réfléchi. Selon l’auteur principal Venkat Arun, ce projet représente ce qui est, à la connaissance de l’équipe, le plus grand nombre d’antennes jamais utilisées pour une seule liaison de communication.
Bien que ce système puisse servir d’autre forme d’extension de portée Wi-Fi, les chercheurs affirment que son utilisation la plus précieuse pourrait se faire dans les maisons et les usines connectées en réseau du futur 5G.
Par exemple, imaginez un entrepôt avec des centaines de capteurs pour surveiller les machines et les stocks. Le professeur du MIT Hari Balakrishnan affirme que les systèmes pour ce type d’échelle seraient normalement prohibitifs en matière de coût et de puissance, mais qu’ils pourraient être réalisés avec un système interconnecté de faible puissance qui utilise une approche comme RFocus.
« L’objectif principal était d’explorer si nous pouvions utiliser des éléments dans l’environnement et les disposer pour diriger le signal de manière à pouvoir le contrôler réellement », explique Balakrishnan, auteur principal d’un nouvel article sur RFocus qui sera présenté le mois prochain au Symposium USENIX sur la conception et la mise en œuvre de systèmes en réseau (NSDI) à Santa Clara, en Californie. « Si vous voulez avoir des appareils sans fil qui transmettent à la plus faible puissance possible, mais qui vous donnent un bon signal, cela semble être une façon extrêmement prometteuse de le faire ».
Des milliers d’antennes qui contrôlent les signaux
RFocus est une surface bidimensionnelle composée de milliers d’antennes qui peuvent chacune soit laisser passer le signal, soit le réfléchir. L’état des éléments est défini par un contrôleur logiciel que l’équipe a développé dans le but de maximiser la puissance du signal au niveau d’un récepteur.
« Le plus grand défi était de déterminer comment configurer les antennes pour maximiser la force du signal sans utiliser de capteurs supplémentaires, car les signaux que nous mesurons sont très faibles », explique Venkat Arun, doctorant et auteur principal du nouvel article aux côtés de Balakrishnan. « Nous avons abouti à une technique étonnamment robuste ».
Les chercheurs ne sont pas les premiers à explorer la possibilité d’améliorer les vitesses de l’internet en utilisant l’environnement extérieur. Une équipe de l’université de Princeton dirigée par le professeur Kyle Jamieson a proposé un schéma similaire pour des situations spécifiques utilisant des ordinateurs de part et d’autre d’un mur. Selon M. Balakrishnan, l’objectif de RFocus était de développer une approche encore plus économique qui pourrait être utilisée dans un plus grand nombre de scénarios.
Cette recherche a été prépubliée dans arXiv.
Source : MIT
Crédit photo : Pixabay