Des chercheurs testent des surfaces intelligentes pour améliorer la communication et la localisation sans fil

C’est arrivé à n’importe qui avec un téléphone portable – des appels interrompus ou de l’air mort parce que tout à coup il n’y a plus de service disponible. Ou pire, la goupille de localisation tombe sur l’application de navigation.

Des chercheurs de l’UBC Okanagan étudient des moyens d’améliorer la connectivité et les capacités de localisation des téléphones portables en examinant des surfaces “intelligentes” qui peuvent renvoyer les signaux d’une tour aux clients pour améliorer le lien. Une surface intelligente consiste à installer des éléments réfléchissants sur des fenêtres ou des panneaux sur des bâtiments dans des environnements urbains denses.

L’objectif, dit le Dr Anas Chaaban, est d’améliorer les services sans fil pour des millions de Canadiens. Actuellement, dit-il, il y a plus de 12 000 pylônes d’antennes sans fil. Et pourtant, le manque de service cellulaire est un problème courant.

« L’utilisation croissante des technologies mobiles à travers le monde nécessite des recherches qui débloquent de nouvelles approches potentielles au sein de notre infrastructure existante », déclare le Dr Chaaban, professeur adjoint à l’École d’ingénierie de l’UBC Okanagan. “Même si les tours de téléphonie cellulaire bordent les toits des grandes villes et traitent les données et le trafic téléphonique de millions de Canadiens chaque jour, il y a encore des lacunes dans le service.”

Le Dr Chaaban et son équipe du Communication Theory Lab d’UBCO ont mis au point des schémas de transmission qui intégreraient des surfaces intelligentes reconfigurables – des surfaces intelligentes – dans les centres urbains pour servir de réflecteurs dans les réseaux sans fil existants.

Une surface intelligente reconfigurable (RIS) est un panneau de nombreux éléments réfléchissants individuels, chacun pouvant modifier un signal entrant et le refléter. Cette modification peut être commandée par un signal électrique, ce qui permet au SIF d’améliorer la connexion ou de générer des signaux utiles pour localiser les utilisateurs dans le réseau.

Les chercheurs ont développé un nouveau système de localisation où un RIS peut fonctionner comme un satellite pour améliorer la précision. En rendant une surface intelligente, elle peut renvoyer des signaux vers des téléphones portables qui, à leur tour, peuvent utiliser ces signaux pour générer une estimation précise de l’emplacement, dit-il. Une estimation précise de l’emplacement est non seulement utile pour les services de localisation, mais également pour améliorer la transmission de la tour au téléphone à l’aide de schémas de transmission optimisés tenant compte de l’emplacement qui exploitent également le RIS.

“Les utilisateurs ne s’attendent jamais à avoir un appel interrompu, et ils s’attendent également à des vitesses de données ultra-rapides”, dit-il. “Mais pour y parvenir, les réseaux nécessitent une mise à jour constante.”

Les chercheurs ont testé leur théorie en utilisant plusieurs RIS modulés qui permettent la localisation simultanée de plusieurs utilisateurs avec une faible complexité pour chaque RIS. Ils ont également développé et testé des schémas de transmission compatibles RIS qui surpassent les schémas existants.

“Nous avons simulé le protocole de localisation proposé et démontré son efficacité dans un scénario urbain de canyon de rue à micro-cellules à titre d’exemple”, explique-t-il. “Et le protocole fonctionne pour plusieurs utilisateurs simultanément. Même dans les zones où le service est intermittent, les données peuvent être partagées et les utilisateurs peuvent être localisés et profiter d’une connexion fiable.”

Le Dr Chaaban et son équipe ont publié plusieurs articles sur ces travaux, qui paraissent dans le Lettres de communication IEEE, Journal ouvert IEEE de la société des communicationset Transactions IEEE sur les communications sans fil.