La nécessité d’un spectre dynamique

  • Par Aziz Botalb
    • 6 Déc. 2023
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dynamic spectrum

Le besoin d’un spectre dynamique est devenu une nécessité en raison de la contribution indirecte de la politique conventionnelle d’attribution des bandes de fréquences. Dans cet article, nous aborderons les bandes de fréquences, leurs applications et les technologies émergentes.

À propos des bandes de spectre

Les bandes du spectre radioélectrique sont divisées de manière unique en un nombre fixe de canaux de fréquence distincts dans lesquels différents services de communication sans fil se voient attribuer des sections correspondantes des bandes du spectre radioélectrique.

De nombreuses études ont montré que l’utilisation du spectre effectuée à différents endroits géographiques concernait une part importante des bandes de fréquences radio sous licence. En particulier, les bandes de fréquences TV ne sont pas déployées efficacement, alors que l’utilisation des bandes de fréquences radio sous licence varie entre 15 et 85%, ce qui indique d’importantes disparités dans le déploiement des bandes de fréquences radio.

Il en ressort que la politique d’attribution conventionnelle des bandes de fréquences a involontairement contribué à la pénurie de fréquences, et que l’accès dynamique au spectre est donc devenu une nécessité.

Nouvelles politiques pour les bandes de fréquences

Pour les raisons mentionnées ci-dessus, de nouvelles règles/politiques ont été proposées pour permettre aux utilisateurs sans licence d’accéder aux parties non déployées du spectre, connues sous le nom d’espaces blancs TV (TVWS), dans lesquels la transmission sur ces fréquences est effectuée sans interférence avec les émetteurs de télévision et les transmissions de microphones sans fil en place ; les TVWS comprennent la bande de très haute fréquence (VHF) entre 30 et 300 MHz et la bande d’ultra-haute fréquence (UHF) entre 470 et 960 MHz qui ne sont pas déployées par les utilisateurs principaux à des moments et dans des lieux spécifiques.

La fonction fondamentale des TVWS (également appelée radio cognitive) est la détection du spectre pour détecter l’absence/la présence d’un utilisateur principal dans une bande de fréquences sous licence, c’est-à-dire l’identification et l’accès aux trous dans le spectre sans compromettre la transmission de l’utilisateur principal.

Spectre dynamique

A propos de la détection du spectre et de ses applications

La détection du spectre se divise en deux catégories : 1) la détection des émetteurs : elle vise à déterminer si l’utilisateur principal utilise la bande de fréquences TV. 2) la détection des récepteurs : elle vise à détecter l’existence de récepteurs primaires même lorsque l’émetteur primaire déploie le spectre.

Les applications de la technologie TVWS sont diverses : réseau privé sécurisé, réseau intelligent, vidéosurveillance, extension de la portée Wi-Fi/3G/4G, technologie agricole, communication maritime, internet des objets (IoT) et internet rural. Ce dernier est le domaine d’application le plus prometteur où la fourniture de large bande dans les zones rurales devient largement accessible. Les TVWS fonctionnent à peu près de la même manière que le Wi-Fi classique, mais ils utilisent des radiofréquences très puissantes qui leur permettent de parcourir de longues distances avec une grande capacité de pénétration des murs, des arbres et des obstacles en général, ce qui signifie que les TVWS nécessitent très peu de points d’accès pour couvrir la même zone. Les excellentes caractéristiques de pénétration des obstacles et de portée expliquent pourquoi cette technologie est appelée “Super Wi-Fi”.

Wifi et TVWS

Les dispositifs Wi-Fi actuels fonctionnent à un niveau de puissance de 40 ou 100 milliwatts. À ce même niveau de puissance, il s’avère que le TVWS nécessite environ 16 fois moins de points d’accès dans la partie UHF du TVWS (600 MHz) pour offrir la même couverture que le Wi-Fi dans la fréquence de 2,4 GHz. Ainsi, avec le même nombre de points d’accès qui offrent une portée quatre fois supérieure, nous pouvons en fait atteindre une couverture de zone seize fois supérieure avec le TVWS.

En ce qui concerne les contrôles d’accès, les TVWS présentent une autre différence essentielle par rapport au Wi-Fi traditionnel : leurs appareils bénéficient d’un accès géré aux chaînes de télévision non déployées en communiquant leur position spatiale exacte à une base de données chargée de fournir la liste des chaînes ainsi que les paramètres d’exploitation tels que la durée, la puissance et les limites géographiques. Les appareils TVWS ont pour instruction de n’utiliser que les canaux fournis par une base de données d’espace blanc autorisée, ce qui leur permet d’utiliser ce spectre de manière plus intelligente au fil du temps.

Les entreprises qui innovent dans ce secteur sont susceptibles d’être admissibles à plusieurs programmes de financement, notamment des subventions gouvernementales et des crédit d’impôt de RS&DE.

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Auteur

Aziz Botalb

Scientific Consultant

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