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Un nouveau communicateur IoT à puissance quasi nulle à des vitesses 5G fonctionnant partout

Communicateur IoT à grande vitesse

Des chercheurs de la Georgia Institute of Technology, de Nokia Bell Labs et de l’Université Heriot-Watt ont trouvé un moyen peu coûteux pour les radios à rétrodiffusion de prendre en charge la communication à haut débit et le transfert de données à vitesse 5G. Le tout en utilisant un seul transistor.

En utilisant une approche de modulation unique dans la bande passante 5G 24/28 Gigahertz (GHz), les chercheurs ont montré que ces dispositifs passifs peuvent transférer des données en toute sécurité et de manière robuste.

Traditionnellement, les communications mmWave sont considérées comme « le dernier kilomètre » pour le haut débit, avec des liaisons sans fil point à point et point à multipoint. Cette bande spectrale offre de nombreux avantages, notamment une large bande passante disponible en GHz. Ce qui permet des débits de communication très élevés. Elle offre aussi la possibilité de mettre en œuvre des réseaux d’antennes électriquement grands. Ce qui permet en même temps des capacités de formation de faisceau à la demande. Cependant, de tels systèmes mmWave dépendent de composants et de systèmes coûteux.

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Communicateurs IoT de nouvelle génération : la lutte pour la simplicité contre le coût

« En règle générale, c’était la simplicité par rapport au coût. Vous pouviez soit faire des choses très simples avec un transistor, soit avoir besoin de plusieurs transistors pour des fonctionnalités plus complexes. Ce qui rendait ces systèmes très coûteux », a déclaré Emmanouil (Manos) Tentzeris, professeur Ken Byers en électronique flexible.

« Notre avancée consiste à pouvoir communiquer sur des fréquences 5G/ondes millimétriques (mmWave) sans disposer d’un émetteur radio mmWave complet. Seul un transistor mmWave est nécessaire avec des composants électroniques à fréquence beaucoup plus basse, comme ceux que l’on trouve dans les téléphones portables ou les appareils WiFi. La fréquence de fonctionnement plus basse permet de maintenir la consommation d’énergie de l’électronique et le coût du silicium à un niveau bas », a ajouté le premier auteur, John Kimionis, un diplômé de Georgia Tech qui fait maintenant partie du personnel technique de Nokia Bell Labs.

Les chercheurs sont les premiers à utiliser une radio à rétrodiffusion pour les communications mmWave à débit de données gigabit, tout en minimisant la complexité frontale d’un seul transistor haute fréquence. Leur percée dans les communicateurs IoT comprenait la modulation ainsi que l’ajout de plus d’intelligence au signal qui pilote l’appareil.

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Alimenter un hôte de capteurs IoT « intelligents »

La technologie ouvre une multitude d’applications IoT 5G, y compris la récupération d’énergie. Une manière que les chercheurs de Georgia Tech ont d’ailleurs récemment démontrée à l’aide d’un objectif Rotman spécialisé. Un dispositif qui collecte l’énergie électromagnétique 5G dans toutes les directions.

Tentzeris a aussi déclaré que des applications supplémentaires pour la technologie de rétrodiffusion pourraient inclure des réseaux personnels à haute vitesse « durcis » avec des capteurs portables/implantables à puissance nulle. Une application qui permet de surveiller les niveaux d’oxygène ou de glucose dans le sang ou les fonctions cardiaques/EEG. Elle permet aussi de capteurs de maison intelligente qui surveillent la température, les produits chimiques, les gaz et l’humidité ; et des applications agricoles intelligentes pour détecter le gel sur les cultures, analyser les nutriments du sol ou même suivre le bétail.

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