Le système hybride RF-VLC pourrait réduire la consommation d’énergie dans les réseaux sans fil

L’Internet sans fil permet à de nombreuses personnes dans le monde entier de réaliser leurs activités quotidiennes, qu’il s’agisse de leurs communications professionnelles, de la navigation sur Internet ou de la diffusion de films ou de séries télévisées. Cette demande croissante d’accès à Internet sans fil s’accompagne d’une consommation d’énergie accrue, qui contribue à son tour aux émissions de carbone dans le monde entier.

Les futurs réseaux sans fil devraient être capables de supporter les exigences de calcul élevées de nombreuses applications et services Internet modernes, tout en limitant la consommation d’énergie. Certains chercheurs ont ainsi développé des techniques économes en énergie pour faciliter la communication entre les appareils et le partage de médias ou d’autres informations en ligne.

L’une de ces solutions est connue sous le nom de communication par lumière visible (VLC). Il s’agit d’une méthode permettant de réaliser une communication sans fil efficace en utilisant la lumière visible pour transmettre des données, en s’appuyant sur des diodes électroluminescentes (DEL) ou d’autres sources de lumière artificielle.

Des chercheurs de l’Université Central (CU), de l’IIDM et de la CU J&K en Inde ont récemment développé une nouvelle approche hybride qui fusionne la communication VLC avec la communication RF. Leur solution hybride proposée, présentée dans un article publié dans Transactions de l’IEEE sur les communications et les réseaux écologiquespourrait permettre une communication fiable dans des environnements intérieurs avec un taux de transmission de données élevé, tout en consommant moins d’énergie.

« Il est nécessaire de réduire l’empreinte carbone dans l’atmosphère et de rendre le réseau sûr et fiable », ont écrit Haneet Kour, Rakesh Kumar Jha et Sanjeev Jain dans leur article. « Nous proposons un système hybride de RF (radiofréquence) et de VLC (communication par lumière visible) pour la communication en intérieur qui peut fournir une communication ainsi qu’un éclairage avec une consommation d’énergie moindre. Le réseau hybride est viable car il utilise l’énergie en fonction de la demande des utilisateurs et maintient la qualité de service (QoS) et la qualité d’expérience (QoE) requises pour une application particulière en cours d’utilisation. »

Le système de communication sans fil mis au point par cette équipe de chercheurs comporte deux éléments clés : un module émetteur et un module récepteur. Ces deux modules sont physiquement séparés l’un de l’autre, mais ils sont connectés via un canal VLC.

Comme son nom l’indique, l’émetteur transmet des données binaires stockées à l’intérieur sous forme de lumière produite par des LED. L’équipe propose également l’utilisation de schémas de modulation qui aident à maintenir un flux continu de données, tout en gardant la puissance moyenne consommée à une valeur constante tout au long de la communication.

Le récepteur, quant à lui, est constitué d’un dispositif photosensible, qui peut être une photodiode ou une caméra. Ce dispositif peut extraire l’information contenue dans la lumière émise par le récepteur si l’appareil émetteur se trouve dans son champ de vision.

Kour, Kha et leurs collègues ont procédé à une première évaluation de leur système de communication sans fil intérieur proposé à l’aide de diverses plateformes de simulation. Leurs résultats suggèrent que le système pourrait permettre une communication stable entre des appareils dans le même environnement intérieur, avec des économies d’énergie importantes.

« Une analyse comparative pour la communication RF, hybride (RF + VLC) et VLC pure est réalisée et des simulations sont effectuées à l’aide des outils Python, Scilab et MathWorks », ont écrit Kour, Jha et Jain dans leur article.

« La proposition permet d’obtenir une efficacité énergétique élevée d’environ 37 %, un faible débit d’absorption spécifique (DAS), une densité de puissance incidente et absorbée plus faible, une complexité et une élévation de température plus faibles dans les tissus du corps humain exposés au rayonnement. Elle améliore également la durée de vie de la batterie de l’appareil mobile utilisé en augmentant la durée de vie d’environ 7 heures, comme le confirment les résultats obtenus. »

L’étude récente de cette équipe de chercheurs s’inscrit dans le cadre des efforts en cours visant à réduire la consommation d’énergie et les rayonnements électromagnétiques en améliorant l’efficacité énergétique des communications sans fil. Les premières simulations réalisées mettent en évidence les promesses de leur approche, qui pourrait être encore améliorée et testée dans le cadre d’études ultérieures.

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