Massive MIMO est une technologie d'antenne considérée comme la plus prometteuse pour les futurs réseaux 5G ultra-rapides, bien que les chercheurs pensaient jusqu'à présent qu'il y avait une limite supérieure à la quantité de données pouvant être transférées. Emil Björnson, professeur agrégé à l'Université de Linköping, a avec ses collègues, montré qu'une telle limite n'existe pas.

"Nous pouvons montrer que le MIMO massif a une capacité illimitée, à la fois mathématiquement et à l'aide de simulations, " dit Emil Björnson, professeur agrégé en systèmes de communication à l'Université de Linköping.

La technologie massive MIMO a suscité très tôt l'intérêt des chercheurs de la 5G. Cependant, au cours des cinq à dix dernières années, la communauté des chercheurs a convenu qu'il existe une limite supérieure à la quantité de données pouvant être transférées sans fil par seconde, donné une certaine bande passante et dans une certaine zone. Le facteur limitant a été un type de perturbation qui survient lors de la mesure de la façon dont les signaux sans fil voyagent, connue par les chercheurs sous le nom de "contamination pilote".

"Cette conclusion est le résultat de notre utilisation d'un modèle beaucoup trop axé sur la traçabilité de la recherche et d'une méthode trop simple, " dit Emil Björnson.

En déployant plus d'antennes et en traitant correctement les signaux qui en sont émis et reçus, nous pouvons créer un système dans lequel il n'y a pas de limite supérieure pour la quantité de données pouvant être transférées.

Il en a présenté la preuve en collaboration avec des collègues en France et en Italie dans un article qui a été publié à la fois dans le service ouvert Arxiv et dans le service numérique IEEE Xplore. Le code de simulation est également disponible gratuitement sur Github pour toute personne qui doute des résultats et souhaite les valider.

MIMO est l'acronyme de "Multiple Input, Sortie multiple" et la technologie consiste à connecter des centaines de petites antennes, chacun avec une puissance d'environ 10 mW, soit dans quelque chose qui peut ressembler à un grand écran d'ordinateur, soit réparti sur la façade d'un bâtiment.

Toutes les antennes envoient quelques dizaines de signaux avec des retards soigneusement déterminés. Les retards sont choisis pour que les copies d'un signal arrivent aux récepteurs prévus exactement au même instant, mais à des moments légèrement différents chez tous les autres récepteurs. Cela donne un signal fort au récepteur prévu et seulement une légère perturbation à tous les autres. La contamination des pilotes survient lorsque les retards doivent être estimés à l'aide de signaux appelés "pilotes".

Une centaine d'antennes de 10 mW chacune donne une puissance de 1 W, qui est réparti entre les utilisateurs. C'est considérablement moins que les 40 W que les antennes actuelles utilisent. La faible puissance suffit, puisque chaque signal est donné dans une direction spécifiée. Massive MIMO fournit ainsi une combinaison de faible puissance de sortie, haute efficacité énergétique et capacité supérieure, car de nombreux récepteurs peuvent recevoir des signaux en même temps. Ce que les nouveaux calculs et simulations ont montré, c'est que la capacité est infinie.

"La conséquence est que nous pouvons continuer à déployer de plus en plus d'antennes, alors que les gens consomment des quantités toujours croissantes de données sans fil, et ainsi satisfaire la demande, " dit Emil Björnson.