Les consommateurs de téléphones portables 5G d'aujourd'hui ont peut-être subi l'un des compromis suivants : des vitesses de téléchargement impressionnantes avec une couverture extrêmement limitée et inégale, ou une couverture étendue et fiable avec des vitesses qui ne sont pas beaucoup plus rapides que les réseaux 4G actuels.
Une nouvelle sans souci développé par des ingénieurs électriciens de l’Université de Californie à San Diego combine le meilleur des deux mondes et pourrait permettre une connectivité 5G à la fois ultra-rapide et fiable.
La technologie présente une solution pour surmonter un obstacle pour rendre la bande haute 5G pratique pour l'utilisateur quotidien : les signaux sans fil rapides, appelés ondes millimétriques, ne peuvent pas voyager loin et sont facilement bloqués par les murs, les personnes, les arbres et autres obstacles.
Les systèmes 5G haut débit d'aujourd'hui communiquent des données en envoyant un faisceau d'ondes millimétriques de type laser entre une station de base et un récepteur, par exemple le téléphone d'un utilisateur. Le problème est que si quelque chose ou quelqu'un gêne le chemin de ce faisceau, alors la connexion est complètement bloquée.
L'équipe a trouvé une solution intelligente : diviser le faisceau d'ondes millimétriques de type laser en plusieurs faisceaux de type laser et faire en sorte que chaque faisceau emprunte un chemin différent de la station de base au récepteur. L'idée est d'améliorer les chances qu'au moins un faisceau atteigne le récepteur lorsqu'un obstacle se trouve sur le chemin.
Les chercheurs ont créé un système capable de le faire et l'ont testé à l'intérieur d'un bureau et à l'extérieur d'un bâtiment sur le campus. Le système a fourni une connexion à haut débit (jusqu'à 800 Mbps) avec une fiabilité à 100%, ce qui signifie que le signal n'a pas baissé ou perdu de la force lorsque l'utilisateur contournait des obstacles tels que des bureaux, des murs et des sculptures extérieures. Lors de tests en extérieur, le système a fourni une connectivité jusqu'à 80 mètres (262 pieds).
Pour créer leur système, les chercheurs ont développé un ensemble de nouveaux algorithmes. Un algorithme demande d'abord à la station de base de diviser le faisceau en plusieurs trajets. Certains de ces chemins prennent un tir direct depuis la station de base et le récepteur ; et certains chemins empruntent un itinéraire indirect, où les faisceaux rebondissent sur ce qu'on appelle des réflecteurs - des surfaces de l'environnement qui réfléchissent des ondes millimétriques comme le verre, le métal, le béton ou les cloisons sèches - pour atteindre le récepteur. L'algorithme apprend alors quels sont les meilleurs chemins dans l'environnement donné. Il optimise ensuite l'angle, la phase et la puissance de chaque faisceau de sorte que lorsqu'ils arrivent au récepteur, ils se combinent de manière constructive pour créer un signal fort, de haute qualité et à haut débit.
Avec cette approche, plus de faisceaux se traduisent par un signal plus fort.
On pourrait penser que la division du faisceau réduirait le débit ou la qualité du signal. Mais avec la façon dont l'équipe a conçu ses algorithmes, il s'avère mathématiquement que notre système multifaisceaux vous offre un débit plus élevé tout en transmettant globalement la même quantité de puissance qu'un système monofaisceau.
L'autre algorithme maintient la connexion lorsqu'un utilisateur se déplace et lorsqu'un autre utilisateur fait obstacle. Lorsque cela se produit, les faisceaux se désalignent. L'algorithme surmonte ce problème en suivant en permanence le mouvement de l'utilisateur et en réalignant tous les paramètres du faisceau.
L'équipe travaille actuellement à la mise à l'échelle de son système pour accueillir plusieurs utilisateurs.
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