Des scientifiques japonais améliorent les futurs systèmes de communication 5G

Des scientifiques japonais améliorent les futurs systèmes de communication 5G

La réalisation de systèmes de communication 5G verts s’est beaucoup rapprochée avec le développement d’un réseau de relais alimenté sans fil.

Fabriqué par des scientifiques de l’Institut de technologie de Tokyo, le nouveau réseau de communication 5G est composé d’une conception sans batterie, ce qui le rend à la fois économe en énergie et économique, offrant une pléthore d’avancées pour un large éventail de secteurs.

La bande passante de données sans fil devient de plus en plus omniprésente année après année, les ondes millimétriques – un spectre de longueurs d’onde courtes – affichant le plus prometteur pour des systèmes de communication 5G efficaces. Les antennes à réseau de phase sont en cours de modification pour tirer parti des fréquences d’ondes millimétriques de grande capacité pour réaliser cet exploit, bien que la technologie actuelle se limite à la propagation en ligne de visée.

Néanmoins, pour atteindre des communications sans visibilité directe, les scientifiques expérimentent des nœuds de relais – capables d’augmenter la couverture, la bande passante et la fiabilité. Cependant, un problème qui persiste avec cette méthode est l’alimentation électrique, les nœuds de relais conventionnels devant avoir leur propre bloc d’alimentation ou une source d’alimentation externe.

Pour surmonter cet obstacle, l’équipe a mis en place un émetteur-récepteur à réseau phasé de 28 GHz pour les réseaux de communication 5G qui est alimenté sans fil, utilisant une technique de rétrodiffusion vectorielle avec un oscillateur 24 GHz et des signaux de fréquence intermédiaire 4 GHz.

Le professeur Kenichi Okada, chef du projet pour l’Institut de technologie de Tokyo, a déclaré: «La communication par rétrodiffusion permet de récupérer l’énergie des signaux incidents et de refléter des parties des mêmes signaux tout en modulant les données. Dans cette conception, la rétrodiffusion convertit vers le haut le spectre de la nouvelle radio 5G (5G NR) à 4 GHz et transmet à 28 GHz. »

L’émetteur spécialement conçu fonctionne également comme un déphaseur, ce qui lui permet de modifier la phase des signaux entrants, ce qui signifie qu’il peut effectuer efficacement la formation de faisceau, où un réseau d’antennes peut transmettre des signaux dans une direction spécifique, permettant une diffusion efficace des informations tout en atténuation des interférences.

Les composants les plus vitaux de l’émetteur-récepteur sont peut-être le fonctionnement du redresseur et le récepteur ; la puissance du signal reçu pour le transfert de puissance sans fil (WPT) est améliorée par des combinateurs de puissance et des déphaseurs passifs, le redresseur fonctionnant comme un mélangeur auto-hétérodyne.

L’ensemble du système est extrêmement petit, configuré dans des zones aussi petites que 1,8 mm2, exerçant 3,1 mW de puissance en mode réception et -2,2 dBm de puissance rayonnée isotrope équivalente saturée en mode émission. En outre, la rétrodiffusion à sommation vectorielle offre une plage de couverture de phase de 360 ° avec une résolution de phase de 7 bits, ne nécessitant que 0,03 mW en mode réception et émission.

Okada a déclaré: «L’émetteur-récepteur sans batterie proposé améliore la connectivité 5G en servant de répéteur entre les environnements intérieurs et extérieurs. Cela améliorera à son tour l’expérience des utilisateurs et créera de nouvelles opportunités d’efficacité opérationnelle dans l’Internet des objets, l’automatisation industrielle et les nouveaux services de communication. »

Imene K