2 photos
Réseaux sans fil de demain : le Jack Kilby Award à 3 chercheurs de l'UNS
Fabien Ferrero, Cyril Luxey et Diane Titz, trois chercheurs de l’Université Nice Sophia, ont été distingués pour leurs travaux par le prestigieux Jack Kilby Award décerné à San Francisco. En association avec l'Université de Berkeley et le groupe ST Microélectronique, ils ont mis en œuvre une solution permettant des débits de données entre dix et cinquante fois supérieurs à la 4G.
Jean-Pierre Largillet4 min de lecture
De gauche à droite : Fabien Ferrero, Maitre de conférence, enseignant à Polytech, chercheur au LEAT et futur directeur-adjoint du Crémant; Diane Titz, docteur, professeur agrégée en sciences physique au Lycée Jules Ferry Cannes; Cyril Luxey, professeur des Universités, enseignant à l'IUT en Réseau et Télécom et chercheur, co-directeur de l'URE EPOC (Electronique pour Objets Connectés). Photo UNS.
Fabien Ferrero, Cyril Luxey et Diane Titz, trois chercheurs de l’Université Nice Sophia ont été récompensés du prestigieux Jack Kilby Award pour leurs travaux sur les réseaux sans fil à haut débit de demain. Un prix décerné à l'occasion de l'ISSCC (International Solid-State Circuits Conference), le forum mondial de référence dans le domaine de la microélectronique, qui se déroulait fin février à San Francisco (USA). Associés à une équipe de chercheurs de l'Université de Berkeley, ils ont tous trois été récompensés pour leur collaboration à l’article qui expliquait leur expérimentation ("A Digitally Modulated mm-Wave Cartesian Beamforming Transmitter with Quadrature Spatial Combining").
En liaison avec l'Université de Berkeley
A l'origine du projet, l’Université de Berkeley. Les réseaux actuels de communications sans fils fonctionnent sur des fréquences variant de 900 MHz à 5GHz, est-il expliqué sur le site Web de l'université azuréenne. Les débits de données sont limités et les besoins exponentiels des utilisateurs entrainent une saturation des réseaux qui est inéluctable. De nombreux travaux de recherche s’intéressent donc à la mise en œuvre de solutions pour augmenter ces débits de données.
Au sein de l’équipe URE EpOC (Electronique pour Objets Connectés) de l'UNS est explorée une bande de fréquences qui se situe aux alentours de 60 GHz. Cette partie du spectre électromagnétique est très intéressante pour tous les acteurs industriels du domaine car elle est libre d’accès : cela veut dire que les opérateurs n’auront pas à payer de droit d’entrée pour pouvoir utiliser ces fréquences comme cela avait été le cas pour la 3G et la 4G.
Inconvénient cependant : comme il s’agit de très hautes fréquences, ces ondes électromagnétiques subissent de très fortes atténuations lorsqu’elles se propagent et elles ne sont donc pas utilisable pour les télécommunications mobiles en extérieur mais seulement en intérieur comme c’est le cas pour le Wifi.
Le lien entre la "box" et les appareils connectés
Cette bande de fréquence permet cependant de faire le dernier lien entre la "box" et les appareils connectés (smartphones, tablettes, PC, caméras, appareils photos, TV, périphériques d’ordinateurs etc…). D'où son intérêt : très large en terme de spectre elle permet donc des débits de données entre dix et cinquante fois supérieurs à la 4G.
Les recherches axées dans un premier temps sur la conception des circuits micro-électroniques sont arrivées à maturité avec des technologies CMOS accessibles à des tarifs très compétitifs. Mais la consommation reste encore problématique.
La deuxième étape a consisté à concevoir des systèmes complets. Mais la partie antennaire est complexe car à 60 GHz, la longueur d’onde est de 5mm. Sachant que la taille d’une antenne est approximativement de l’ordre de grandeur d’une longueur d’onde, elle doit donc avoir une taille comprise entre 1 et 5mm. Ces antennes sont aujourd’hui fabricables mais difficilement à faible coût. C’est la Société ST Microelectronics qui a réussi la première à mettre au point un package (module) économiquement accessible.
Un module mis au point par ST Microelectronics
La collaboration sur ce projet de recherche a ainsi touché trois entités : l’UNS d’une part, la société ST Microelectronics d’autre part et l’Université de Berkeley qui a travaillé sur le circuit microélectronique. Les chercheurs de Berkeley arrivaient avec une idée géniale qui a permis de réduire considérablement la consommation de tels circuits : déporter la combinaison de signaux au niveau antennaire minimisant ainsi de façon considérable la consommation d’énergie.
L’Université Nice Sophia Antipolis a aussi été sollicitée pour optimiser le module complet et pour faire la démonstration de l'idée de Berkeley. L’UNS dispose en effet de compétences très pointues en circuits et en antennes mais surtout en mesures grâce au banc de mesure 3D d’antennes millimétriques co-détenu par CIM-PACA/UNS/Orange/Agilent et installé à la Turbie dans le cadre du CREMANT (Centre de REcherche Mutualisé sur les ANTennes). Avec au final un résultat exemplaire : le système complet conçu est à ce jour le transceiver CMOS WiGig à formation de faisceau rayonné le plus efficace au monde à 60 GHz.