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En 2018, dans le cadre de travaux de recherche sur le futur standard 5G, la Chaire Télécom & Réseaux, qui s'appuie sur les compétences des enseignants de l'IUT de La Roche-sur-Yon et de Polytech Nantes et sur l'équipe de recherche de l'IETR (Institut d'Électronique et de Télécommunications de Rennes), a mis au point une nouvelle antenne destinée à supporter le protocole de communication 5G pour les communications entre les stations de base et les terminaux mobiles 5G.

Qu'est-ce que la 5G ?

La technologie 5G représente la 5e génération de technologie des réseaux radio mobile. Avec des débits jusqu'à 10 fois plus rapides que la technologie 4G actuelle, le réseau sans fil de cinquième génération répondra à la croissance du trafic mobile, avec une meilleure rapidité et connectivité de la société moderne (IoT). Le déploiement du réseau débutera à l'horizon 2020.

Une technologie d'antennes 5G plus précises

Ces nouvelles antennes (appelées antennes «massive MIMO – Multi-Input Multi-Output») sont destinées à fonctionner dans les bandes millimétriques (entre 26 et 28 GHz), permettant l’accès à de larges bandes de fréquence pour de très hauts débits de connexion (de l’ordre de 1 Gigabit/s) et à courte portée (typiquement entre 100 et 200 mètres).

Leur technologie "agile" sera dotée de la capacité à orienter leurs faisceaux vers une multitude de terminaux en mobilité grâce à leur architecture multifocale. Elles présenteront de ce fait l'avantage de focaliser le signal vers l'usager, en orientant leur direction au gré de sa mobilité, comme un acteur sous les feux d'un projecteur bénéficiant d'un signal lumineux plus net. En définitive, leurs faisceaux directionnels permettront une précision d'émission plus importante que les générations d'antennes précédentes, dont résultera un débit plus important et de meilleure qualité pour l'usager, et avec une consommation énergétique optimisée.

Également plus petites et principalement composées de matériaux transparents, elles s'intégreront plus facilement dans le paysage urbain, notamment à l’intérieur des vitres, des candélabres, des panneaux d'affichage, etc. 

Études et expérimentations

Des mesures ont d’ores et déjà été effectuées. Elles ont démontré leur aptitude à fonctionner dans les fréquences des réseaux 5G, mais des tests complets "grandeur nature" devront encore être réalisés à l’horizon 2020, lorsque toute la "chaîne" de communications sera disponible (station, antenne et mobile 5G). 

Ce travail est le fruit d’une collaboration réussie entre les équipes rennaises et yonnaises de l'Institut d'Électronique et de Télécommunications de Rennes (IETR) et de la société RFS, partenaire de la Chaire Télécom & Réseaux depuis 2015.
 
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Photo et croquis de l'antenne 5G agile «massive MIMO – Multi-Input Multi-Output»
© Polytech Nantes 

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Lettre d'informations n°30