- Une RIS (Reconfigurable Intelligent Surface) est une surface dont les propriétés électriques et magnétiques peuvent être modifiées afin de contrôler la réflexion des ondes électromagnétiques.
- Placée entre un émetteur et un récepteur radiofréquence, une surface intelligente reconfigurable permet de contrôler la façon dont le signal se réfléchit sur cette surface.
- Les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS) peuvent être utilisées pour orienter les signaux vers le récepteur afin d’améliorer la réception ou la qualité de la liaison radio.
- Les surfaces intelligentes reconfigurables pourraient être déployées dans de futures applications de communication sans fil, notamment les communications mobiles de sixième génération (6G).
Les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS) sont constituées d’une multitude de petites antennes ou d’éléments de métamatériaux dont le contrôle permet de façonner et de contrôler dynamiquement les signaux radio selon les exigences d’une application spécifique. Les propriétés de ces minuscules antennes peuvent être contrôlées dynamiquement pour modifier leur réponse dans le domaine électromagnétique. Elles peuvent être contrôlées de manière dynamique et/ou semi-statique par le biais de signaux de commande afin d’ajuster les signaux radio incidents par réflexion, réfraction, focalisation, collimation, modulation, absorption ou toute combinaison de ces phénomènes.
Les surfaces intelligentes reconfigurables peuvent être mises en œuvre en utilisant principalement des composants passifs. Elles ne nécessitent donc pas l’usage de coûteux composants actifs tels que des amplificateurs de puissance. Ce qui explique leur faible coût de mise en œuvre et leur faible consommation d’énergie.
Les RIS offrent en outre une grande souplesse de déploiement. Elles peuvent en effet prendre n’importe quelle forme et être intégrées à des objets (murs, bâtiments, lampadaires, etc.). Elles sont censées fonctionner comme des dispositifs quasi passifs et ne risquent donc pas d’augmenter l’exposition aux ondes électromagnétiques. Elles peuvent même être potentiellement utilisées pour réduire la pollution électromagnétique des installations existantes. Ces caractéristiques laissent suggérer que les RIS peuvent être considérées comme une solution technologique durable et respectueuse de l’environnement.
L’ETSI (European Telecommunications Standards Institute) a annoncé en mai 2023 la publication de son premier rapport élaboré par son groupe de spécification industrielle sur les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS pour Reconfigurable Intelligent Surface).
Ce rapport de l’ETSI, intitulé GR RIS-001, identifie et définit les cas pertinents d’utilisation ainsi que les indicateurs clés de performance (KPI) correspondants. Il décrit également les scénarios de déploiement ainsi que les exigences potentielles pour chaque cas d’utilisation identifié, afin de permettre l’interopérabilité avec les technologies et les réseaux de communication sans fil existants et à venir.
Puisque les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS) permettent de contrôler les signaux radio entre un émetteur et un récepteur de manière dynamique et ciblée, cela ouvre la porte à une multitude de nouveaux cas d’utilisation afin d’améliorer divers indicateurs de performance clés (KPI) des systèmes de communication mobile. Les RIS peuvent également contribuer à la mise en œuvre de nouvelles applications et étendre les capacités des technologies de transmission sans fil.
Plusieurs cas d’utilisation des RIS ont été identifiés : amélioration de la capacité, de la couverture, du positionnement, de la sécurité et de la durabilité, ainsi que la prise en charge de capacités supplémentaires de détection, de transfert d’énergie sans fil et de rétrodiffusion de paramètres ambiants. Le rapport ETSI GR RIS-001 spécifie onze cas d’utilisation concrets pour lesquels le déploiement des surfaces intelligentes reconfigurables (RIS) peut apporter des améliorations ou de nouvelles fonctionnalités.
« Dans le cadre des futurs réseaux de communication sans fil au standard 5G-Advanced et 6G, de nombreuses nouvelles applications, notamment dans le domaine de la santé en ligne, présentent des exigences élevées en matière de communication et de capacité de détection. Les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS) peuvent par exemple reconfigurer l’environnement radio pour détecter la posture humaine et la chute d’une personne », explique Arman Shojaeifard, président du groupe RIS de l’ETSI.
La couverture radio reste un enjeu majeur pour les opérateurs télécoms qui commercialisent des services de communication 5G. Or, les solutions de déploiement existantes telles que l’IAB (Integrated Access and Backhaul) et le NCR (Network Controller Repeater) ne peuvent pas être économiquement rentables dans toutes les situations, notamment dans les environnements intérieurs. En réfléchissant précisément les signaux en provenance et à destination des utilisateurs finaux, les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS) peuvent constituer une solution économe en énergie et à faible coût pour améliorer la couverture radio des systèmes de communication 5G-Advanced et 6G.
