La firme allemande Rohde & Schwarz, fournisseur de systèmes de test et mesure, en collaboration avec Nvidia, estime avoir réalisé une avancée significative dans le domaine de la recherche sur les communications sans fil pilotées par l’intelligence artificielle (IA). Et ce en démontrant la faisabilité d’une technique de traçage de rayon de haute fidélité pour tester de manière réaliste des récepteurs neuronaux destinés aux applications de communication 5G-Advanced et 6G. 

Présentée lors lors de la dernière manifestation Mobile World Congress qui s’est déroulée à Barcelone en mars 2025, la démonstration s’appuie sur une technologie de jumeaux numériques afin d'essayer de combler le fossé qui existe entre la phase de simulation de communication sans fil fondée sur des algorithmes d’IA et la phase de déploiement dans le monde réel. Et ce en vue de faciliter la mise en œuvre des tests, notamment par l'entraînement des récepteurs neuronaux pour gérer les affaiblissements des signaux analogiques. 

La démonstration repose sur la bibliothèque en open source Sionna de Nvidia, accélérée par un processeur graphique, pour les simulations au niveau du lien. Cette bibliothèque fournit des modèles de canaux de communication sans fil par traçage de rayon pour générer des conditions de propagation RF réalistes. Les résultats de la simulation peuvent ensuite être transférés au générateur de signaux vectoriels de la gamme SMW200A de Rohde & Schwarz. 

Ce dernier émule alors les canaux radio complexes du monde réel sans nécessiter l’usage d'équipement externe afin de prendre en compte les phénomènes d’affaiblissement des signaux radiofréquence. 

Ce banc d'essai évolué permet de tester et vérifier les algorithmes de réception fondés sur la mise en oeuvre de l’IA et de l’apprentissage automatique et d’ajuster finement les composants neuronaux à l'aide de données d'entraînement réalistes.

Pour s'assurer que le jumeau numérique et les modèles de traçage de rayon reflètent fidèlement les conditions réelles, la simulation est étalonnée avec des données provenant d'une campagne de mesure de sondage de canaux dans un environnement urbain comportant des rues étroites. En combinant ces mesures avec la bibliothèque Sionna, la capacité de la technique de traçage de rayon à modéliser les interactions entre les matériaux et la propagation électromagnétique est affinée. Au final, on obtient une version calibrée du jumeau numérique de l'environnement RF physique.

La combinaison de ces technologies permet alors de tester et valider avec précision des algorithmes de communication de nouvelle génération fondés sur l'apprentissage automatique, y compris des applications telles que les récepteurs neuronaux et le retour d’information sur l’état du canal amélioré par apprentissage machine. 

Pour rappel, le concept de récepteur neuronal consiste à remplacer des blocs de traitement du signal au niveau de la couche physique d'un système de communication sans fil par des modèles d'apprentissage automatique entraînés. De fait, les organismes universitaires, les principaux instituts de recherche et les experts de l'industrie du monde entier prévoient que la future norme 6G utilisera l'IA/ML pour les tâches de traitement du signal, notamment pour l'estimation du canal, l'égalisation de canal et le “démappage”.

« La collaboration avec NVIDIA marque une étape importante dans l'avancement des applications IA/ML dans le domaine des communications sans fil, note Gerald Tietscher, vice-président de l’activité générateurs de signaux, alimentations et compteurs chez Rohde & Schwarz. Notre travail a déjà démontré le potentiel de l'IA en matière de conception de systèmes de communication sans fil, depuis les constellations personnalisées jusqu'aux récepteurs neuronaux gérant les dégradations liées à la transmission de signaux dans le monde réel. Aujourd'hui, avec l'intégration des jumeaux numériques et du traçage de rayons, nous élargissons encore les possibilités du traitement du signal piloté par l'IA. »

En intégrant le traçage de rayons et l'apprentissage automatique de Nvidia dans le processus de développement des récepteurs, Rohde & Schwarz estime ainsi ouvrir la voie aux réseaux 6G exploitant nativement l’IA qui devraient être déployées commercialement d'ici 2030.