CE24 - Micro et nanotechnologies pour le traitement de l’information et la communication

Système COMpact d’Antenne Pour PassErelle DomesTique 5G – COMET-5G

Résumé de soumission

Alors qu’il n’était pas inclus dans les trois cas d’usage clés identifiés dans le document de l’UIT-R publié en 2015, l'accès sans fil fixe à large bande (FWA) est considéré par les principaux acteurs des télécommunications comme la première phase des services commerciaux de la 5G, pour supporter les applications émergentes (vidéo 4K, réalité augmentée ou virtuelle, etc.). En effet, grâce aux capacités spectrales nouvellement identifiées pour la 5G, y compris dans les bandes en dessous de 6 GHz, le FAW permet un déploiement rapide de nouveaux services à des débits suffisants pour satisfaire les besoins futurs des utilisateurs domestiques, à des prix compétitifs par rapport à la fibre optique. Et ce, aussi bien dans les zones rurales où la densité des logements ne justifie pas un investissement en fibre optique, que dans les zones urbaines ou suburbaines où il n’est pas toujours possible de creuser des tranchées pour passer la fibre.
L’équipement utilisateur est généralement constitué d’une unité extérieure, équipée d’une antenne directive placée en vue directe du point d’accès 5G, connectée à une unité intérieure à travers un câble Ethernet. Les signaux reçus sont ensuite distribués vers les divers équipements connectés de la maison. L’utilisation, d’une seule unité intérieure (passerelle 5G) peut être très attractive : un produit simplifié "tout en un", coût d’installation et d’équipement moindre, plus de flexibilité pour le choix de l’emplacement de la passerelle 5G. Cependant, il doit fonctionner dans les bandes inférieures à 6 GHz et combiner les technologies d’agrégation de porteuses avec celles d’antennes à formation de faisceau. Plusieurs défis doivent être levés tels que ceux liés à la propagation (pertes de pénétration en indoor, multi-trajets, interférences) ainsi que ceux liés à l’intégration du système d’antenne dans des volumes de dispositifs de plus en plus réduits. Du point de vue antenne, cela implique des contraintes très fortes en termes de miniaturisation, de directivité reconfigurable et de fonctionnement large bande et/ou multi-bandes de fréquence.
L’objectif du projet COMET-5G est de s’appuyer sur les avancées récentes dans le domaine des antennes pour lever les défis ci-dessus. En développant des outils de simulation électromagnétique et de modélisation adaptés, et en poussant plus loin des concepts de rupture (Superdirectivé, réseau couplé, NCM, SWE théories), des conceptions d’antennes miniatures multifréquences et efficaces, regroupées en réseaux 3D pour occuper de manière optimale le volume, et finalement donner la forme de la passerelle 5G, seront développées et mesurés. Un démonstrateur abouti d’une box 5G indoor intégrant les sous-systèmes antenne développés, viendra illustrer les progrès scientifiques et technologiques atteints par le projet.
COMET-5G associe les compétences complémentaires du CEA-LETI, leader européen dans la micro-électronique pour les télécommunications, de l’IETR, Laboratoire de recherche académique spécialisé dans les antennes complexes, et de Technicolor, leader mondial dans les passerelles domestiques. Ces trois partenaires ont l’habitude de travailler ensemble dans des projets collaboratifs tels que le projet ANR NAOMI ou plus récemment le projet ANR SENSAS.
L’ambition scientifique de COMET-5G est d’apporter des réponses aux limitations connues des antennes de petite taille en termes de focalisation du rayonnement et de largeur de bande de fréquence. Les solutions proposées pourront marquer une rupture décisive pour les antennes à super gain compactes permettant ainsi leur utilisation dans de nombreuses applications jusque-là inaccessibles. Du point de vue des réseaux d’accès large bande, la parité quasi-parfaite attendue en termes de performances de la solution utilisant une boxe 5G indoor, offre une opportunité unique pour les câblo-opérateurs et les opérateurs télécom d'accéder à de nouveaux marchés qui s’étendent bien au-delà des niches de l’accès nomade ou hybride.

Coordinateur du projet

Monsieur Christophe Delaveaud (Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

INTERDIGITAL R&D France INTERDIGITAL R&D FRANCE
ADVANTEN ADVANTEN
LETI Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information
IETR INSTITUT D'ELECTRONIQUE ET DE TELECOMMUNICATION DE RENNES (IETR)

Aide de l'ANR 703 291 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2020 - 36 Mois

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