Article paru en novembre 2000Emettre et écouter ? Les réseaux d'antennes n'en font qu'à leur tête !
Les réseaux d'antennes savent écouter, recevoir et émettre de l'information. Ils savent surtout s'orienter automatiquement et modifier, en temps réel, leur diagramme de rayonnement pour transmettre ou écouter dans certaines directions et rester muets (ou sourds) dans d'autres. Ils n'existent aujourd'hui que sur le papier mais constituent une promesse pour la technologie... et pour notre santé !
"Smart antennas are the last frontier" affirme Andrew Viterbi, expert américain en télécommunications mobiles, persuadé que les réseaux d'antennes intelligentes constituent l'ultime solution qui permettra d'augmenter significativement les débits. "À l'intérieur des bandes spectrales allouées, de nombreuses pistes ont été explorées. Aujourd'hui on est en butée, toutes les recherches autour des réseaux d'antennes consistent à utiliser au mieux les ressources spectrales pour y faire passer le plus d'informations possible" précise Laurent Hérault, chef de projet au Léti.
Certes, avec l'UMTS, la technologie CDMA autorisera des débits importants. Mais en parallèle, l'utilisation simultanée de plusieurs antennes pour écouter et transmettre des signaux permettrait de combiner les signaux reçus ou émis de manière "intelligente". Le but ? Etre capable d'augmenter le débit et la capacité de ces systèmes en augmentant le nombre de bits d'information par Hertz et par seconde dans une bande de fréquence.
De la bonne qualité d'écoute au "biologically safe"
A l'intérieur d'une cellule, les portables communiquent par le biais d'une antenne qui écoute et émet de façon omnidirectionnelle : la puissance est dissipée dans toutes les directions. Mais dans une tranche de temps assez fine, un téléphone portable ne reçoit des signaux qu'en provenance de certaines directions. Pourquoi ne pourrait-on pas imaginer un diagramme de rayonnement avec des trous et des directions d'écoute privilégiées ? C'est exactement ce que font les réseaux d'antennes intelligentes : émettre et recevoir dans certaines directions et rester sourds dans d'autres, celles d'où pourraient venir des interférences qui nuiraient à une bonne qualité de transmission.
Et comment augmente-t-on les capacités grâce à ce système ? "Le réseau d'antennes va recombiner automatiquement les signaux de façon à ajuster en temps réel son diagramme de rayonnement. L'augmentation d'efficacité permettra à davantage d'utilisateurs dans une même cellule d'utiliser des services, sans dégradation de leur qualité".
Une autre idée milite pour les réseaux d'antennes. En effet, la question de l'innocuité des rayonnements électromagnétiques pour la santé reste posée. De sérieux doutes persistent sur des effets cancérogènes et d'autres effets physiopathologiques affectant le système nerveux et des centres de commande cérébraux. Qui plus est, le risque d'interactions avec les stimulateurs cardiaques semble établi. "Avec un mobile "normal" qui émet dans toutes les directions, le signal traverse la tête. Avec un réseau d'antennes, il serait possible d'ajuster le diagramme en temps réel pour éviter la tête".
Un simulateur de réseau de future génération
Le Léti est leader du projet européen ASILUM * (démarré en janvier 2000) qui réunit des synergies de tous les horizons de la téléphonie mobile pour mettre en commun des techniques très avancées de traitements de signal multi-capteurs et de réseaux d'antennes. Il possède un simulateur de réseau de future génération et va implanter ces nouvelles techniques pour identifier celles qui sont robustes et opérationnelles. "La difficulté provient du fait qu'il faut estimer en temps réel et optimiser un problème intrinsèquement dynamique, où tous les paramètres varient dans le temps".
*ASILUM : Advanced Signal Processing Schemes for Link Capacity Increase in UMTS