Les signaux sans fil de nouvelle génération n’émaneront plus sans discernement d’une station de base comme c’est le cas actuellement, mais prendront probablement la forme de faisceaux directionnels ciblés. Cependant, toute interférence physique (un objet ou une personne passant à proximité, par exemple) pourrait interrompre le signal, constituant un véritable obstacle à la mise en œuvre de réseaux sans fil ultrarapides à ondes millimétriques et subtérahertz.
Des chercheurs de l'Université Rice et de l'Université Brown ont cependant montré que des faisceaux incurvés chargés de données peuvent établir un lien entre les stations de base et les utilisateurs, contournant ainsi efficacement les obstacles intermédiaires.
Dans une étude publiée dans Communications Engineering , les chercheurs ont démontré un faisceau sub-térahertz qui suit une trajectoire courbe ⎯ une réalisation qui pourrait révolutionner les communications sans fil en rendant plus réalisable un avenir de réseaux de données sans fil fonctionnant sur des fréquences sub-térahertz.
« Il s'agit de la première liaison de données sans fil incurvée au monde, une étape cruciale dans la réalisation de la vision 6G d'un débit de données élevé et d'une fiabilité élevée », a déclaré Edward Knightly, professeur Sheafor-Lindsay de génie électrique et informatique et professeur d'informatique à Rice.
"Alors qu'aujourd'hui, le Wi-Fi à basse fréquence semble se propager dans toutes les directions comme une émission de radio, à l'avenir, pour des débits de données plus rapides à des fréquences plus élevées, les faisceaux devront être directionnels pour se propager."
Les réseaux cellulaires et les systèmes Wi-Fi s'appuient aujourd'hui sur un rayonnement gigahertz à basse fréquence pour transporter les données, mais la technologie future s'appuiera sur des ondes subtérahertz, qui ont une capacité de transport de données jusqu'à 100 fois supérieure.
"Nous voulons plus de données par seconde", a déclaré Daniel Mittleman, professeur à la Brown's School of Engineering et auteur principal de l'étude. "Si vous voulez faire cela, vous avez besoin de plus de bande passante, et cette bande passante n'existe tout simplement pas avec les bandes de fréquences conventionnelles."
Les chercheurs ont exploré des faisceaux auto-accélérés – des ondes électromagnétiques spécialement configurées qui se courbent lorsqu’ils se déplacent dans l’espace – comme point de départ de leurs travaux. En concevant des émetteurs qui contrôlent la force et la fréquence des ondes émises de manière coordonnée, les chercheurs ont pu garantir que les données soient transférées le long d'une trajectoire parabolique courbe.
"Courber un faisceau ne résout pas tous les problèmes de blocage possibles, mais cela résout certains d'entre eux et les résout d'une manière meilleure que ce que d'autres ont essayé", a déclaré Hichem Guerboukha, qui a dirigé l'étude en tant que chercheur postdoctoral. à Brown et est maintenant professeur adjoint à l'Université du Missouri-Kansas City.
Les chercheurs ont validé leurs résultats grâce à des simulations et des expériences approfondies contournant les obstacles pour maintenir des liens de communication avec une fiabilité et une intégrité élevées.
En utilisant ces faisceaux incurvés, les chercheurs espèrent permettre de nouvelles applications telles que la réalité augmentée immersive mobile. De telles applications nécessitent un débit de données élevé qui doit être maintenu malgré la mobilité de l'utilisateur et les obstacles à proximité.
Plus d'informations : Hichem Guerboukha et al, Courber les liaisons de données sans fil THz autour des obstacles, Ingénierie des communications (2024). DOI :10.1038/s44172-024-00206-3
Fourni par l'Université Rice
