Les réseaux cellulaires à large bande tels que la 5G sont une excellente nouvelle pour les communications à large bande passante et à faible latence. Ils contribuent à ce qui est possible sur la 4G en permettant des cas d’utilisation tels que le pilotage de voiture à distance et en augmentant le potentiel de téléchirurgie. Comme les utilisateurs de smartphones compatibles 5G ont pu le rencontrer, les dernières installations de télécommunications présentent un inconvénient. Et cela ne devrait pas changer avec les réseaux 6G.
« Dans la 6G, nous discutons des bandes haute fréquence comme les térahertz [THz] », a déclaré Walid Saad du College of Engineering de Virginia Tech. « Ces hautes fréquences peuvent fournir des débits élevés et une bande passante élevée, mais le problème est que les signaux sont vulnérables aux obstructions – bien plus que les basses fréquences. Ces fréquences peuvent être obstruées par des choses comme vos bras en mouvement ou quelqu’un debout dans un espace avec vous. »
Détection environnementale
Saad et son partenaire de recherche, Harpreet Dhillon – également basé à Virginia Tech aux États-Unis, ont reçu une subvention de 1 million de dollars de la National Science Structure pour améliorer les choses pour les utilisateurs de téléphones portables. En fin de compte, les abandons dans les interactions à haute fréquence pourraient fournir des informations utiles sur la disposition de la zone environnante.
« Si un système d’interaction cesse de fonctionner parce que le signal est bloqué, dans les bandes inférieures à THz, nous pouvons toujours utiliser ces détails pour détecter l’environnement et savoir qu’il y avait une barrière au tout premier emplacement », a déclaré Saad. « Ensuite, avec à la fois une connaissance de la situation et d’autres informations secondaires, comme une image de la pièce, nous pouvons utiliser ces informations multimodales pour mieux communiquer. »
Le concept est encore à un stade précoce, mais- – en principe – les informations des réseaux 5G et 6G pourraient être introduites dans des systèmes guidés par la vision pour améliorer la photo. Fonctionnant en sens inverse, les images, par exemple celles des caméras vidéo d’un smartphone, pourraient aider à reconfigurer le signal afin qu’il soit moins vulnérable aux interférences.
Un système expert (IA) s’est en fait révélé être efficace pour extraire de la valeur d’une vaste sélection de données et l’équipe prévoit d’appliquer des méthodes similaires ici. En collaboration avec Mehdi Bennis, un scientifique basé à l’Université d’Oulu en Finlande, le groupe étudiera comment les images peuvent bénéficier à la transmission d’informations sans fil. « En cas de succès, cela contribuera à réduire certains des coûts de réseau pour les fournisseurs et les consommateurs », a déclaré Bennis.
Avec éventuellement améliorant les interactions sans fil 6G de nouvelle génération, les systèmes guidés par la vision (alimentés par des images optiques et des données télécoms) pourraient ouvrir la porte à des environnements de jeu plus interactifs. Il n’y a pas de pénurie de buzz entourant le soi-disant «métaverse», mais les signaux sans fil – en tant que proxy de l’environnement environnant – pourraient améliorer l’expérience des utilisateurs de téléphones mobiles. Cela donne aux concepteurs un autre canal à explorer sans que les utilisateurs aient besoin d’utiliser un casque VR ou des lunettes intelligentes.
Opportunité de sensibilisation
Le financement NSF comporte un élément de sensibilisation, en plus de financer le principal orientation clinique des investigations. Le groupe se prépare à créer une plate-forme d’apprentissage dans le cadre de son travail, qui permettra aux étudiants de se familiariser avec les communications guidées par la vision.
Saad dirige le N etwork scienceEnce, Wireless et Slaboratoire de sécurité à Virginia Tech (connu sous le nom de « NEWS » on school). Et les sujets d’études de recherche du laboratoire sont différés. Il n’est pas surprenant de voir les réseaux sans fil 6G et l’IA et l’intelligence artificielle sur la liste des domaines prioritaires, mais leur compétence va plus loin.
Autres activités technologiques consistent en une authentification des données assistée par blockchain pour le réseau des camions et une connaissance fédérée pour les camions connectés et autonomes (CAV). Ici, les chercheurs examinent la capacité des VCA à tirer profit les uns des autres pour développer une soi-disant « conception de contrôleur autonome ». En utilisant les connaissances d’un groupe de voitures, l’équipe espère améliorer les performances du système par rapport aux contrôleurs de rétroaction formés uniquement sur les données locales d’un CAV.
Les réseaux de communication quantiques
Parmi les facteurs de l’essor des réseaux 5G et 6G est la nécessité de gérer des quantités beaucoup plus importantes de trafic de données. Les voitures autonomes équipées de RADAR, LiDAR et de nombreuses caméras vidéo produisent d’énormes quantités d’informations. Les jumeaux numériques – une autre application croissante dans l’espace industriel – sont de plus en plus détaillés grâce à des conceptions techniques sensées et à des flux de données en direct collectés à partir de nombreux capteurs. Et cela aussi entraîne des progrès dans les interactions.
Une proposition pour gérer d’énormes volumes d’informations consiste à utiliser des réseaux d’interactions quantiques (QCN) – un autre style d’étude de recherche exploré par l’équipe de Saad. Les QCN présentent une série d’avantages, notamment une sécurité solide et des capacités informatiques uniques, ainsi que la possibilité d’un débit de données plus important. Avant de nous laisser emporter, il convient de préciser qu’un certain nombre de ces principes sont à un stade théorique.
Pour informer les travaux futurs, Saad et son collègue, Mahdi Chehimi, ont préparé un article sur le sujet intitulé « Réseaux de communication quantiques informés par la physique : une vision vers l’Internet quantique ». Comme le décrivent les 2 experts, leur objectif est de combler le fossé entre les différentes directions de recherche pour la création de QCN adoptées par les communications classiques et les quartiers de physique quantique.
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