L’université de Cornell met au point une puce radio universelle

Une puce radio qui fonctionne sur toutes les fréquences dans le monde entier et coûte moins chère à produire. C’est le composant que des chercheurs de l’université Cornell aux Etats-Unis ont réussi à mettre au point… en s’inspirant du principe qui régit les techniques embarquées dans les casques à réduction de bruit de fond.

Plus en détail, les scientifiques ont réussi à séparer les signaux radio montants et descendants sans utiliser les coûteux et complexes filtres dédiés à distinguer les différentes fréquences hertziennes les unes des autres. Il faut savoir que séparer les bandes hertziennes qui reçoivent les signaux de celles qui les envoient est déjà délicat à gérer. Et quand le nombre de ces bandes ne cesse de grandir, le problème devient très complexe. D’où l’usage des filtres pour faire le tri et limiter les risques d’interférence.

Le signal gère lui-même les risques d’interférence

Mais Alyosha Molnar et Alyssa Apsel utilisent une autre technique, plus ingénieuse en apparence. L’idée est de se servir du signal lui-même pour gérer ces risques d’interférence en l’amplifiant ou l’annihilant simultanément. Dans leur article intitulé « A wideband fully integrated software-defined transceiver for FDD and TDD operation » (Un émetteur-récepteur à large bande entièrement intégré pour les opérations FDD et TDD) publié sur le site de l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), ils décrivent un émetteur composé de six sous-émetteurs raccordés à une ligne artificielle de transmission.

Globalement, chacun des sous-émetteurs envoie des signaux à intervalles réguliers et leurs émissions pondérées individuellement sont programmées de sorte qu’elles se combinent pour produire un signal montant au niveau du port sortant de l’antenne, tout en annulant celui au niveau du port de réception. « Dans un sens, c’est un filtre et vous obtenez essentiellement cette annulation. Et dans l’autre sens, c’est un amplificateur », résume Alyssa Apsel dans le communiqué de l’université.

Un système reconfigurable

« Vous mettez l’antenne à une extrémité et le signal amplifié sort de l’antenne, et vous mettez le récepteur à l’autre extrémité et c’est là que l’annulation se produit, ajoute Alyosha Molnar. Votre récepteur voit l’antenne à travers ce lien, la ligne de transmission, mais il ne voit pas le signal d’émission parce qu’il s’annule [au niveau du récepteur]. » Autrement dit, la séparation du signal peut être contrôlée numériquement sans nécessité de filtre dédié à chaque bande de fréquence. Un système reconfigurable à volonté en apparence, donc.

La capacité à programmer ces sorties individuelles permet de régler ce jeu d’émission-annulation sur une large gamme de fréquences, aussi bien pour les applications mobiles que Wifi, Bluetooth, voire GPS, et de s’adapter à la puissance du signal à l’antenne. Qui plus est, le support de nouvelles bandes de fréquences pourrait être assuré par une simple mise à jour logicielle au même titre qu’une application pour smartphone. Il restera néanmoins à voir si cette technologie intéressera les fournisseurs de composants radio pour les terminaux mobiles connectés, smartphones, tablettes, voire PC, notamment, mais aussi, potentiellement, les postes télévisés et radio.

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crédits photos : Cornell University