Cette dernière décennie a été marquée par une croissance spectaculaire de l’industrie des réseaux sans fil qui sont devenus un moyen indispensable de notre vie quotidienne. Selon les prévisions annuelles du « Visual Networking Index » de de Cisco, le trafic IP mondial triplera entre 2017 et 2022, atteignant 4,8 Zettaoctets par an. Le nombre d’appareils connectés sera plus de trois fois supérieur à la population mondiale estimée en 2022 (7,9 milliards d’habitants).
Aujourd’hui, les services offerts pour ces appareils intelligents ne se limitent plus à la transmission vocale et à la navigation et au transfert de données sur Internet. De nouvelles tendances sont apparues comme:
- Internet des objets (IoT) pour l’industrie, les transports et les services publics
- Réalité augmentée (AR) et réalité virtuelle (VR)
- Jeux sur Internet
- L’intelligence artificielle comme base pour l’amélioration des services
- Big Data
- Data Mining
- Maisons et villes intelligentes
- Connexions entre machines (M2M)
L’explosion d’appareils connectés simultanément et le volume élevé de trafic de données acheminé par les réseaux sans fil entraîneront une augmentation exponentielle de la demande croissante de connectivité liée aux différentes technologies énumérées ci-dessus. De toute évidence, cela nécessitera le respect de caractéristiques importantes telles que l’augmentation des vitesses de transfert des opérations de téléchargement de données, la couverture, la fiabilité et la stabilité des communications sans fil.
Pour répondre à ces demandes imparables, une nouvelle génération de réseaux sans fil a vu le jour, standardisée comme la Cinquième Génération (5G) des réseaux mobiles. Cependant, la conception de ces nouveaux réseaux doit tenir compte, en plus de la limitation du spectre de fréquence disponible, de l’état très variable (en temps, fréquence et espace) du canal de communication de chaque appareil connecté. Les informations envoyées par ce canal sont inévitablement endommagées. Certaines des causes de cette détérioration sont liées à l’atténuation due à la perte de puissance qu’un signal de certaines caractéristiques subit lorsqu’il se propage à travers un certain environnement géographique, et en outre, d’autres phénomènes tels que l’ombrage, l’évanouissement par trajets multiples, l’évanouissement par effets atmosphériques, diffraction et réfraction, retards, autres atténuations, interférences et bruit.
Massive MIMO – 5G (fr)
Afin de faire face à tous ces obstacles, le réseau 5G dispose d’une combinaison de technologies responsables qui rendra tout appareil intelligent capable d’envoyer et de recevoir des données plus rapidement. L’un des plus pertinents est Massive MIMO, qui signifie Multiple-Input Multiple-Output, qui a la capacité d’augmenter les connexions sans fil simultanées en fonction du nombre d’antennes dans la même bande passante, en exploitant la diversité spatiale (SDMA) offerte, avec l’objectif d’augmenter considérablement la vitesse de transmission totale et de satisfaire la qualité de service.
La technologie Massive MIMO utilise plusieurs dizaines d’antennes d’émission et de réception au lieu de quelques-unes comme dans la technologie MIMO. Le fait d’avoir recours à plus d’antennes nous permet de tirer le meilleur parti du canal de transmission sans avoir à augmenter le spectre de fréquence car ce dernier est une ressource limitée et il est réparti entre les opérateurs de télécommunications. Afin de profiter de cette technologie multi-antennes, les appareils concernés doivent avoir plusieurs antennes. Certains fabricants d’équipements de communication, tels que Huawei ou Ericsson, ont déjà développé des équipements Massive MIMO, tels que des stations de base qui utilisent jusqu’à 128 antennes. Certains des terminaux qui disposent déjà de la technologie MIMO 4 × 4 sont le Galaxy S10 de Samsung, le Pixel 3 de Google, le Huawei Mate 20 Pro, le OnePlus 6T ou l’iPhone XS, entre autres. Vodafone et Huawei travaillent sur cette technologie depuis longtemps et ont pu atteindre des vitesses de téléchargement atteignant 2,8 Gbps. D’autres sociétés comme Samsung, O2, Ericsson ont également rejoint cette course et elles obtiennent de bons résultats.