L’équipementier Nokia, l’opérateur japonais NTT et sa filiale mobile NTT DoCoMo estiment avoir franchi deux étapes technologiques clés sur la voie de la 6G, qui doit succéder à la 5G d’ici à la fin de la décennie. La première est liée à la mise en œuvre de l'intelligence artificielle (IA) et de l'apprentissage automatique (ML) au niveau de l'interface air (entre la station de base et le terminal communicant) afin de permettre aux sous-systèmes radio de s’adapter en temps réel aux besoins. La seconde porte sur l'utilisation du nouveau spectre situé sous la barre du térahertz afin d’augmenter considérablement la capacité réseau.

Selon Nokia, ces deux approches pourraient ouvrir la voie à de nouvelles expériences utilisateur immersives de type métavers et réalité étendue (XR) ainsi qu'à une nouvelle génération d'applications mobiles.

Les trois partenaires ont mis en œuvre les deux technologies précitées en tant que preuves de concept dans les laboratoires Nokia Bell à Stuttgart (Allemagne) ; elles seront présentées à l’occasion du Mobile World Congress qui se tient à Barcelone (Espagne) du 27 février au 2 mars.

Dans le détail, les chercheurs de Nokia Bell Labs, DoCoMo et NTT ont associé une forme d'onde "apprise", reposant sur l'IA et injectée dans un émetteur, à un récepteur à apprentissage profond. Ils ont ainsi pu mettre en œuvre une interface air à apprentissage qui transmet efficacement les données dans de nombreux scénarios différents. Ce type d’implémentation réduit considérablement l’overhead de signalisation et permet d’envisager jusqu'à 30% d'amélioration du débit, assure Nokia.

De plus, l'interface air dotée nativement d’une intelligence artificielle pourra apporter aux réseaux 6G la flexibilité nécessaire pour s'adapter au type de connexion exigé par une application, un équipement particulier ou un utilisateur. Par exemple, un réseau dans une usine pourra être optimisé à un moment donné pour les capteurs industriels, puis pourra être reconfiguré pour les systèmes robotiques ou la vidéosurveillance. Dans un réseau public, un réseau amélioré par l'IA aura la capacité de fournir une connexion optimisée pour un piéton lors d'une session de réalité étendue, puis une autre, tout aussi optimlisée, pour un véhicule d'urgence circulant à grande vitesse.

Quant aux bandes situées sous le térahertz (entre 100 GHz et 1 THz), elles n'ont jamais été désignées pour un usage dans le domaine des radiocommunications cellulaires en raison de leurs caractéristiques de propagation, mais, précise Nokia, de nouvelles techniques telles que la formation de faisceaux (beamforming) pourraient ouvrir ces fréquences aux futurs réseaux 6G. Ces fréquences élevées sont en effet bien adaptées à la détection radio de haute précision, qui sera probablement une autre caractéristique clé de la 6G. Dans leur preuve de concept, Nokia, DoCoMo et NTT ont pu démontrer une connexion à 25 Gbit/s portée par un seul flux modulé 256QAM sur une fréquence porteuse de 144 GHz à l'aide de la formation de faisceaux.

Les bandes sub-THz n'amélioreront pas seulement la capacité globale, mais elles permettront aux réseaux 6G de prendre en charge les futurs cas d'usage les plus gourmands en bande passante nécessitant des connexions à des débits moyens de plusieurs dizaines de gigabits par seconde, ajoute l’équipementier télécoms.

« Nous pouvons déjà annoncer les progrès que nous avons réalisés sur deux technologies clés de la 6G alors que la collaboration entre NTT, DoCoMo et Nokia sur la 6G a commencé en juin 2022, souligne Takehiro Nakamura, architecte technologique en chef de DoCoMo. Grâce à cette collaboration, nous comptons contribuer à la normalisation en cours de la 6G. »

Rappelons que Nokia a mis en exergue six technologies clés qui, selon l'équipementier, seront des composantes vitales des futurs réseaux 6G. Ce sont les nouvelles technologies spectrales, les interfaces air nativement dotées d'IA, le réseau en tant qu'organe de détection, la connectivité "extrême", les architectures cognitives, automatisées et spécialisées et, enfin, la sécurité et la confiance.