Imaginez un monde dans lequel un système sans fil hautement intelligent peut surveiller l'environnement et lutter contre la pollution, envoyer un convoi pour transporter plusieurs personnes et peut également aider à retrouver des tout-petits disparus, car il peut identifier n'importe qui, n'importe où. La sixième génération de technologie sans fil (6G) approche à grands pas, et des chercheurs de la Southern Illinois University (SIU) à Carbondale, aux États-Unis, étudient les liens clés qui la font fonctionner.
Gayan Aruma Baduge, professeur agrégé à l'École de génie électrique, informatique et biomédical du SIU, dirige une équipe de recherche internationale travaillant sur cette recherche. L'équipe a reçu un financement de 1,13 million de dollars. Les membres de l'équipe comprennent le SIU et l'Université Villanova aux États-Unis, ainsi que l'Université Aalto en Finlande.
Le projet de trois ans vise à étudier l'intégration de systèmes de communication de données assistés par IA et de détection radar pour la technologie 6G.
"Il s'agit d'un partenariat de recherche unique qui relie l'Union européenne et les États-Unis, avec pour objectif de faire progresser le domaine de l'intelligence artificielle et de la détection et des communications intégrées." » dit Baduge.
En plus des services de communication voix et données actuellement utilisés, la technologie 6G devrait inclure des fonctions de détection telles que le suivi et la cartographie de haute précision de la localisation, l'imagerie de zone et le fonctionnement de véhicules autonomes, y compris le « peloton », où plusieurs véhicules se trouvent. exploités ensemble comme une seule unité.
Solutions 6G basées sur l'IA
Pilotée et contrôlée par une intelligence artificielle avancée, la technologie sera également capable d'exécuter de nouvelles fonctions liées à la surveillance, notamment la détection des types de gestes ou d'activités que les humains peuvent présenter, ainsi que l'identification de la personne qui effectue ces gestes ou activités. Cette capacité du système est conçue pour extraire, classer et prédire les mouvements typiques du corps humain, tels que se tenir debout, s'asseoir, marcher, sauter, sourire ou pleurer.
Les travaux de Baduge se concentrent sur le développement des bases théoriques de la technologie, en concevant des systèmes sans fil capables d'intégrer les communications mobiles ainsi que l'imagerie et la détection environnementales dans les futurs systèmes. L'intégration du système améliorera l'efficacité et la fonctionnalité.
"Un système sans fil 6G doté de capacités de détection et de communication intégrées peut être utilisé pour la surveillance environnementale, les réseaux de véhicules et la télédétection", explique Baduge, "et il facilitera également la création de villes intelligentes tout en améliorant l'industrie, la fabrication et l'agriculture".
Pour que la 6G tienne toutes ses promesses, il est essentiel de tirer parti des similitudes entre les systèmes de détection radio et de communication existants. Ces systèmes ont partagé ou partagent le spectre, les architectures matérielles et les pipelines de traitement de l'information.
Baduge souhaitait concevoir une structure qui combinerait plus formellement les deux systèmes en une seule plate-forme matérielle utilisant une forme d'onde et une stratégie de transmission unifiées contrôlées par l'IA. Un tel système serait plus capable de traiter les signaux provenant d’une variété de capteurs, tout en gérant également les téléphones portables courants et les transmissions de données.
Intégration de communications cellulaires et de systèmes de détection radar
Historiquement, les systèmes radio pour les communications cellulaires et la détection radar étaient conçus et exploités de manière indépendante. Ces systèmes utilisent différentes formes d'onde, des bandes radio qui ne se chevauchent pas et des plates-formes matérielles distinctes.
Le système de communication sans fil 5G de pointe actuel est principalement conçu et optimisé pour les communications cellulaires mobiles. Cependant, la demande de débits de données plus élevés et le nombre d'appareils sans fil connectés augmentent, et pour répondre à cette demande, les ingénieurs utilisent de grands réseaux d'antennes fonctionnant à des fréquences plus élevées.
"Le spectre électromagnétique, ou bande radio, utilisé à des fins de communication et de détection est une ressource extrêmement rare et coûteuse", explique Baduge, "et la consolidation des tâches de communication et de détection sur la même plate-forme matérielle peut grandement améliorer l'efficacité." "Cette conception est également plus rentable car des équipements RF coûteux peuvent être réutilisés à des fins de communication et de détection.
Défis d'intégration
L'intégration de deux systèmes conçus pour des objectifs différents est un défi en raison des objectifs de conception concurrents des tâches de communication de données et de détection radar.
"Pour cette raison, nous recommandons d'utiliser une gamme d'outils tels que la théorie de la communication et de l'information, l'estimation et la détection, ainsi que l'intelligence artificielle basée sur les données, pour surmonter les défis de conception." » dit Baduge.
Baduge espère que la recherche contribuera à intégrer les capacités de radiodétection dans les technologies 6G, notamment les systèmes de communication cellulaire, les réseaux locaux sans fil et les réseaux IoT industriels, tout en maintenant les coûts à un niveau bas et en conservant le spectre et la puissance de calcul.
