Le Wi-Fi sera peut-être bientôt disponible sur un lampadaire près de chez vous

Le Wi-Fi sera peut-être bientôt disponible sur un lampadaire près de chez vous

Des chercheurs en communication du NIST se sont rendus au centre-ville de Boulder, dans le Colorado, pour vérifier leur modèle de canal afin d’évaluer les conceptions de réseaux sans fil haute fréquence. Sung Yun Jun vérifie l’alignement de l’émetteur, monté à 6 mètres de haut sur un mât, avec le réseau d’antennes réceptrices sur le toit de la camionnette bleue. Derek Caudill, à peine visible à l’intérieur de la camionnette, prépare des logiciels pour collecter les données de mesure. Justin Sadinski, en gilet jaune, vérifie le matériel sur les mâts. Crédit : NIST

Comme le Wi-Fi est déployé plus largement dans les villes, et peut-être à des fréquences plus élevées, il peut dépendre d’un atout urbain abondant : les lampadaires.

Pour s’assurer que ces réseaux fonctionnent bien, des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont développé et vérifié un nouveau modèle qui aidera les fournisseurs de communications sans fil à analyser la hauteur à laquelle connecter l’équipement Wi-Fi aux lampadaires.

En général, l’équipe du NIST a constaté que la hauteur optimale dépend de la fréquence de transmission et de la conception de l’antenne. La fixation d’équipements à des hauteurs inférieures d’environ 4 mètres est préférable pour les systèmes sans fil traditionnels avec des antennes omnidirectionnelles, tandis que les emplacements plus élevés à 6 ou 9 mètres sont préférables pour les systèmes les plus récents tels que la 5G utilisant des fréquences à ondes millimétriques plus élevées et des antennes à faisceau étroit.

Un groupe international, le Telecom Infra Project, promeut l’idée de rendre le Wi-Fi disponible sur la bande de fréquence sans licence de 60 gigahertz (GHz) en installant des points d’accès sur des lampadaires. Un défi technique est que les signaux dans cette bande, qui sont plus élevés que les fréquences des téléphones portables traditionnels, sont rares et ont tendance à se disperser sur les surfaces rugueuses.

Jusqu’à présent, les mesures des canaux urbains à 60 GHz ont produit des données limitées. Le NIST a développé un modèle de canal pour le suivi des transmissions qui reconnaît les caractéristiques clairsemées de diffusion de ces signaux et utilise un nouvel algorithme pour analyser les chemins mesurés qui s’étend au-delà des paramètres habituels des retards et des angles de signal pour inclure les emplacements des récepteurs. La précision de prédiction du modèle est comparable à celle de méthodes plus complexes.

Les chercheurs du NIST se sont rendus au centre-ville de Boulder, dans le Colorado, pour tester leur modèle par rapport aux mesures réelles des canaux. Les mesures ont été enregistrées à des hauteurs d’antenne de 4, 6 et 9 mètres pour étudier les compromis. Le modèle correspondait très bien aux mesures du monde réel.

“Nous avons vérifié le modèle que nous avons développé et utilisé des mesures du centre-ville pour prouver davantage ce point”, a déclaré Derek Caudill, un ingénieur en électronique qui a travaillé sur le projet au NIST. “Ce travail montre qu’en utilisant notre modèle, quelqu’un comme un fournisseur de cellules peut expliquer divers avantages et inconvénients des points d’accès 60 GHz et des signaux sur les lampadaires dans les environnements urbains.”

L’équipe a utilisé un équipement NIST personnalisé appelé sondeur de canal, avec un émetteur fixe monté sur un mât et un récepteur mobile sur le toit d’une camionnette. L’émetteur et le récepteur sont tous deux surmontés d’un réseau d’antennes commutées électroniquement avec des diagrammes de rayonnement 3D définis. Le sondeur peut mesurer avec précision de nombreuses caractéristiques de canaux radio et possède une capacité unique à mesurer la dynamique temporelle (comment les propriétés des ondes changent au fil du temps lorsque le récepteur se déplace) d’un canal à ondes millimétriques, même en mouvement.

Les chercheurs étaient particulièrement intéressés par les données sur la façon dont les signaux se propagent dans l’espace physique. Les écarts importants sont généralement considérés comme mauvais car ils indiquent plusieurs signaux reçus et davantage d’interférences. Il est généralement préférable d’avoir un chemin clair pour la communication.

“Nos données montrent que ces écarts sont plus larges à des hauteurs plus élevées”, a déclaré l’ingénieur du NIST, Jelena Senic. “Cela signifie qu’avec moins d’obstacles entre l’émetteur et le récepteur, la puissance est mieux répartie dans l’espace.”

Pour les systèmes sans fil conventionnels avec des antennes omnidirectionnelles, les plus petits écarts sont préférables pour éviter les interférences, ce qui signifie que l’équipement Wi-Fi doit être monté à des hauteurs inférieures sur les lampadaires.

“Cependant, les systèmes sans fil de nouvelle génération fonctionneront à des fréquences millimétriques et devraient utiliser des antennes hautement directionnelles avec des faisceaux très étroits, ou des faisceaux crayon”, a déclaré Senic. “Avec cette configuration, l’émetteur et le récepteur orienteront leurs faisceaux étroits afin de trouver la meilleure liaison possible, c’est-à-dire le chemin de propagation qui a une puissance maximale. Dans ce cas, une propagation angulaire plus élevée est préférable car elle fournira une diversité dans l’espace. c’est-à-dire que les émetteurs-récepteurs auront la capacité d’orienter les faisceaux dans plusieurs directions afin de trouver le meilleur lien.”

Les chercheurs du NIST sont allés plus loin et ont enregistré les données de mesure sur le campus du NIST pour valider que le nouveau modèle pouvait être appliqué à différents environnements. Les résultats sur le campus étaient comparables à ceux du centre-ville, ce qui prouve que le modèle peut être généralisé à différents environnements et cas d’utilisation. L’étude paraît dans Antennes IEEE et lettres de propagation sans fil.


La méthode d’évaluation d’antenne du NIST pourrait aider à augmenter la capacité du réseau 5G et à réduire les coûts


Plus d’information:
SY Jun et al., “Modèle de propagation de canal quasi-déterministe pour l’accès WiFi urbain à 60 GHz à partir de lampadaires,” Antennes IEEE et lettres de propagation sans filDOI : 10.1109 / LAWP.2022.3171503

Fourni par l’Institut national des normes et de la technologie

Citation: Le Wi-Fi pourrait bientôt arriver sur un lampadaire près de chez vous (3 mai 2022) récupéré le 3 mai 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-05-wi-fi-lamppost.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation loyale à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans l’autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.