Depuis la naissance de la radio dans les années 1890, de nombreuses avancées technologiques ont fait progresser la science des communications radio. De la modulation de fréquence en 1933 à la radio numérique en 1995, l’innovation a élargi les avantages et les capacités des radios d’une manière que Marconi n’aurait pu qu’imaginer. L’intelligence artificielle (IA) est la dernière innovation qui promet de propulser le domaine des communications radio vers de nouveaux sommets.
Bien qu’il soit impossible de prédire l’avenir, le rapprochement de la technologie radio et de l’IA est en voie de transformer les communications radio de fond en comble. Comme nous l’avons vu dans d’innombrables autres applications, lorsque l’IA est appliquée à des technologies existantes, les résultats peuvent être révolutionnaires.
Imaginez un monde où l’IA combinée à la technologie radio existante permet d’améliorer le traitement des signaux, la clarté et la réduction du bruit, ainsi que la fiabilité des canaux de communication. En outre, l’IA pourrait affecter les systèmes qui dépendent des communications radio. Par exemple, l’IA pourrait améliorer considérablement les systèmes d’intervention d’urgence, en facilitant une communication plus rapide et plus précise en cas de catastrophe et en sauvant potentiellement des vies. Voyons plus en détail comment l’IA peut contribuer à façonner l’avenir des communications radio.
Gestion intelligente des fréquences
En tant que pilote de drone commercial agréé, la télécommande que j’utilise pour faire voler mon drone fonctionne entre 2,4 GHz et 5,8 GHz. Lorsque je suis en présence de nombreuses interférences provenant d’appareils tels que les fours à micro-ondes, les téléphones sans fil et les appareils Bluetooth, je remarque que j’ai des problèmes de signal, en particulier à 2,4 GHz. Heureusement, la télécommande de mon drone passe automatiquement à 5,8 GHz. Tout comme ma télécommande peut déterminer la meilleure fréquence par ordre de priorité, l’IA a le potentiel de le faire pour l’ensemble du spectre radioélectrique.
Aux États-Unis, la Commission fédérale des communications (FCC) est responsable des bandes de fréquences comprises entre 8,3 kHz et 275 GHz. L’encombrement croissant du spectre radioélectrique rend la gestion des communications radio de plus en plus difficile. Ces dernières années, les appareils sans fil, par exemple, encombrent rapidement le spectre.
L’IA est la solution idéale pour s’attaquer à la gestion intelligente des fréquences. Les algorithmes qui dirigent l’IA peuvent analyser les schémas d’utilisation et détecter quand certaines zones du spectre radioélectrique se dégradent et même faire des prédictions sur le moment où cela se produira à l’avenir. En traitant rapidement ces données, l’IA peut formuler des recommandations sur la manière de mieux gérer le système. Au final, cela permettra d’améliorer l’efficacité des réseaux radio.
Traitement amélioré des signaux
Les méthodes traditionnelles de traitement des signaux ont leurs limites. Les techniques de traitement du signal ont parfois du mal à faire face au bruit et aux interférences observés dans l’ensemble du spectre radioélectrique. En utilisant des algorithmes sophistiqués et l’apprentissage automatique, l’IA a le potentiel de dépasser les limites actuelles.
Les algorithmes d’IA peuvent s’adapter à la complexité du spectre radioélectrique et des appareils qui l’utilisent. Des méthodes plus efficaces de traitement des signaux basées sur l’IA peuvent mieux filtrer le bruit et offrir une plus grande clarté. L’amélioration de la clarté pourrait être la différence qui sauvera des vies dans les situations d’urgence ou qui rendra les opérations militaires plus fructueuses.
Radio cognitive
Les canaux de communication étant de plus en plus encombrés, il devient évident que nos systèmes actuels ne sont pas les meilleurs pour optimiser l’utilisation des canaux. Depuis la fin des années 1990, l’idée de la radio cognitive a été appliquée pour corriger ce problème. Bien que des améliorations significatives aient été apportées, la disponibilité du spectre reste un défi. La radio cognitive permet aux appareils de rechercher les canaux disponibles dans le spectre sans fil. Elle ajuste ensuite les paramètres de transmission en temps réel pour garantir une performance optimale du réseau.
Lorsque l’IA est ajoutée à cette technologie, les radios cognitives peuvent commencer à en apprendre davantage sur l’environnement dans lequel elles fonctionnent. Imaginez que votre radio recueille constamment des données, les analyse, en tire des enseignements et prenne des décisions sur les meilleures fréquences à utiliser dans une situation donnée. Et imaginez que tout cela se produise sans aucune intervention humaine. Il en résulterait des communications plus efficaces et un réseau de communication plus résistant et plus adaptable.
Optimisation des interventions d’urgence
Depuis 2012, Base Camp Connect fournit des systèmes de communication d’urgence fiables lorsque la résilience et la continuité de la mission sont essentielles. La fiabilité des communications en cas d’urgence fait souvent la différence entre la vie et la mort des gens. Lors de mes missions de guerre en Irak et en Afghanistan, nous parlions du « golden hour ». Si nous pouvions apporter des soins médicaux à une personne blessée dans les 60 minutes, il y avait d’excellentes chances qu’elle survive. Sans communications fiables, il aurait été impossible d’évacuer quelqu’un par MEDEVAC dans ces délais.
L’IA peut optimiser les systèmes de communication d’urgence, même dans des environnements chaotiques tels que les catastrophes naturelles ou les combats. Par exemple, en prédisant l’encombrement des réseaux lors de ces événements, l’IA peut donner la priorité au flux d’informations plus urgentes, comme MEDEVAC, par le biais des canaux de communication, et empêcher les informations moins urgentes d’encombrer le réseau.
Optimisation du réseau
L’un des défis auxquels sont confrontés les réseaux consiste à optimiser le routage et la topologie afin d’améliorer les performances. Les humains peuvent prendre des décisions relatives à la conception et à la fonction, mais la complexité des réseaux radio exige une rapidité et des compétences informatiques qui dépassent les capacités humaines. Les algorithmes d’IA et l’apprentissage automatique sont tout à fait capables de gérer cette tâche.
Lorsque des goulots d’étranglement apparaissent, le réseau ralentit et l’efficacité diminue. En étudiant les schémas de trafic sur un réseau, l’IA peut prédire les goulots avant qu’ils ne se produisent et apporter les modifications nécessaires pour éviter la congestion. Conséquemment, les réseaux deviennent plus efficaces et peuvent traiter de grandes quantités de données avec une latence minimale.
Atténuation des interférences
L’une des principales causes de dégradation de la qualité du signal est la concurrence entre un trop grand nombre d’appareils pour la bande passante. C’est particulièrement vrai dans les zones où de nombreux appareils se disputent l’espace sur le réseau, comme dans les environnements urbains. Si vous avez déjà vécu dans un complexe d’appartements avec un réseau WiFi partagé, pensez à la différence entre l’utilisation du réseau pendant que la plupart des gens sont au travail et après la fin de la journée de travail.
Les techniques d’atténuation des interférences sont essentielles pour empêcher la dégradation des communications radio. Les méthodes actuelles consistent à former les opérateurs pour qu’ils sachent quand passer d’un canal à l’autre, à utiliser des filtres RF pour atténuer le trafic sur les canaux adjacents et à encourager des procédures d’exploitation courtoises. Si ces méthodes permettent d’améliorer la situation, l’IA peut aller encore plus loin dans l’atténuation des interférences.
En surveillant en permanence le trafic sur les réseaux radio, l’IA peut détecter en temps réel les signaux qui causent des interférences. Grâce à une série complexe d’algorithmes avancés, l’IA peut analyser la nature de l’interférence et ajuster les paramètres de la radio ou du réseau pour annuler les effets de l’interférence sans que les utilisateurs finaux ne se rendent compte du problème. L’IA peut prendre des décisions telles que le changement de canal, l’ajustement de la puissance de transmission ou des schémas de modulation, ce qui garantit la clarté et la fiabilité des communications radio.
L’intégration de l’IA et de la technologie radio n’en est qu’à ses débuts, mais elle promet d’apporter de profonds changements dans les communications radio. Les innovations basées sur l’IA et liées à la technologie radio permettront d’augmenter la vitesse, d’améliorer la fiabilité et d’étendre les capacités de tous les appareils, des radios portatives aux réseaux massifs.
Depuis les années 1890, la technologie radio s’est considérablement développée. Alors que l’IA commence à s’intégrer à la technologie radio, on ne peut qu’imaginer ce qui se produira au cours des cent prochaines années d’innovation. La gestion intelligente des fréquences, le traitement amélioré des signaux, les radios cognitives, l’optimisation des interventions d’urgence, l’optimisation des réseaux et la gestion des interférences ne sont que quelques-uns des domaines dans lesquels l’IA peut avoir un impact significatif sur le terrain. Une chose est sûre : l’intégration plus poussée de l’IA et de la technologie radio annonce un avenir radieux pour les communications.
