Créé en 2021 à l’instigation de l’organisme de normalisation européen Etsi, le groupe de travail (ISG) RIS chargé d’élaborer des spécifications applicables aux surfaces intelligentes reconfigurables (Reconfigurable Intelligent Surfaces) vient de publier son premier rapport sur le sujet qui identifie et définit les cas d’usage pertinents de cette technologie, avec les indicateurs clés de performance (KPI) afférents.

Les surfaces intelligentes reconfigurables pourraient devenir des composantes essentielles des futurs réseaux de communication sans fil, y compris la 6G. Les systèmes RIS exploitent en pratique des surfaces radio constituées de milliers de petites antennes ou d’éléments de métamatériaux (*) afin de façonner et de contrôler dynamiquement les signaux radio afin qu’ils répondent à des objectifs précis.

Le rapport de l’Etsi, référencé GR RIS-001, décrit également les scénarios de déploiement ainsi que les exigences potentielles pour chaque cas d'usage identifié, l’idée étant aussi d’assurer l'interopérabilité avec les technologies et réseaux sans fil existants et futurs. Parmi les cas d’usage identifiés pour les surfaces intelligentes reconfigurables, l’Etsi cite les améliorations de capacité, de couverture, de positionnement, de sécurité et de durabilité, ainsi que les possibilités supplémentaires liées aux capacités de détection, de transfert d’énergie sans fil et de rétrodiffusion ambiante. (Le principe de la rétrodiffusion ambiante consiste à tirer parti des signaux radio existants – en les absorbant ou en les réfléchissant – pour échanger des informations.)

Dans le détail, le rapport de l’Etsi spécifie onze cas d'usage clés concrets où le déploiement des systèmes RIS pourrait apporter des améliorations ou de nouvelles fonctionnalités. « Dans les futurs réseaux sans fil 5G-Advanced et 6G, de nombreuses nouvelles applications, telles que l'e-santé, imposent des exigences fortes en matière de performances de communication et de détection, indique Arman Shojaeifard, président du groupe de travail RIS de l’Etsi. A titre d'exemple, un système RIS peut reconfigurer l'environnement radio pour détecter la posture humaine et détecter la chute d'une personne, une application utile pour les soins aux personnes âgées. » Les surfaces intelligentes reconfigurables pourraient aussi se poser en nouvelles solutions de déploiement économes en énergie et à faible coût pour améliorer les performances de couverture dans les systèmes 5G-Advanced et 6G, en réfléchissant intelligemment les signaux vers les utilisateurs finaux (et réciproquement).

Selon l’Etsi, un système RIS se comporte comme une surface plane composée d'un certain agencement de cellules unitaires, dont les propriétés peuvent être contrôlées dynamiquement pour modifier sa réponse dans le domaine électromagnétique. Et ce par le biais d'une signalisation de commande afin de syntoniser les signaux radio incidents par réflexion, réfraction, focalisation, collimation, modulation, absorption ou toute combinaison de ces techniques.

Pour l’organisme de normalisation, les surfaces intelligentes reconfigurables peuvent être déployées en utilisant principalement des composants passifs, et donc sans nécessiter l’usage de composants actifs coûteux tels que des amplificateurs de puissance, avec en corollaire un faible coût de mise en œuvre et une consommation d'énergie réduite. Un système RIF pourrait en outre prendre n'importe quelle forme et être intégré sur des objets (par exemple des murs, des bâtiments, des lampadaires, etc.).

Censées fonctionner comme des dispositifs presque passifs, les surfaces intelligentes reconfigurables seraient donc peu susceptibles d'augmenter l'exposition aux champs électromagnétiques, et pourraient même potentiellement être utilisées pour réduire la pollution électromagnétique dans les déploiements dits « hérités ».

(*) Les métasurfaces sont constiuées de composants optiques fonctionnels ultraminces