Technologie 6G : brevets reconfigurables pour Intelligent Surface et nouvelle génération de réseaux mobiles

En permettant l'utilisation de la technologie 6G, l'innovation dans le domaine des surfaces intelligentes reconfigurables devrait révolutionner le secteur des télécommunications mobiles dans les années à venir. Eva Razzouk, consultante senior en business intelligence, examine la dynamique des brevets dans un secteur en évolution rapide pour révéler les principaux acteurs et les principaux marchés de R&D pour cette technologie révolutionnaire.

RIS : un catalyseur d'hyper-connectivité de la technologie 6G !

L’hyperconnectivité et les services omniprésents sont l’une des principales visions de la technologie 6G, la prochaine génération de systèmes de communication mobile. Pour atteindre des débits de données extrêmement élevés (supérieurs à 1 Tbps) et une couverture réseau mondiale, les bandes de fréquences des ondes millimétriques (30-300 GHz) et térahertz (0,1-10 THz) seront exploitées.

Cependant, travailler dans ces groupes a un prix. À ces fréquences, la distance de transmission et la portée de couverture sont très limitées en raison de la perte de propagation et de l'absorption moléculaire élevées, ainsi que de la perte de pénétration élevée et des blocages d'obstacles.

Pour capitaliser sur les possibilités offertes par ces bandes (à savoir des vitesses ultra élevées et de grandes quantités d’échange de données) et faire progresser la transformation numérique, il est nécessaire de contourner ces limitations.

Les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS), également connues sous le nom de surfaces réfléchissantes intelligentes (IRS) ou de grandes surfaces intelligentes (LIS), ont été récemment proposées comme l'une des nombreuses solutions de communication sans fil prometteuses pour améliorer la couverture des signaux de bande haute fréquence et ainsi répondre aux problèmes. les défis de la couverture 6G.

Qu'est-ce qu'un RIS ?

RIS se compose de surfaces de réflexion intelligentes qui modifient les propriétés du signal de la station de base pour obtenir une meilleure capacité et couverture du réseau. En reconfigurant intelligemment l'environnement de propagation sans fil et en ajustant les signaux incidents, RIS transforme l'environnement sans fil d'un acteur passif à un acteur intelligent.

Source :ETSI GRRIS 001 V1.1.1

Les RIS peuvent être mis en œuvre sous différentes formes et intégrés dans des objets tels que des murs, des bâtiments, des lampadaires, etc.

Source : Spectre IEEE  

En plus de son utilisation dans la 6G, le RIS est également proposé comme solution pour atténuer un large éventail de défis rencontrés dans divers réseaux sans fil, notamment les communications intérieures/extérieures, les systèmes sans pilote, les réseaux satellitaires et l'Internet des objets (IoT). créer des environnements radio « intelligents ».

Source : « Reconfigurable Intelligent Surfaces : Principes and Opportunities », un article de mai 2021 rédigé par Yuanwei Liu, membre senior, IEEE, Xiao Liu, Xidong Mu, Tianwei Hou, Jiaqi Xu, Marco Di Renzo, Fellow, IEEE et Naofal Al-Dhahir Fellow. , IEEE

En transformant l'environnement sans fil en service, RIS se présente comme une solution durable et respectueuse de l'environnement, réduisant la pollution EM, offrant une mise en œuvre à faible coût et une technologie économe en énergie.

Selon le rapport du RIS Industry Spécification Group (ISG) : Surfaces intelligentes reconfigurables (RIS) ; Cas d'utilisation, scénarios de déploiement et exigences par l'Institut européen des normes de télécommunications (ETSI) en avril 2023 (ETSI GR RIS 001 V1.1.1) : « Cette tendance [RIS] élargira les paradigmes de base de conception de systèmes sans fil, créant des opportunités d'innovation qui auront progressivement un impact sur l’évolution de l’architecture des systèmes sans fil, des technologies d’accès et des protocoles de mise en réseau.

Que nous apprend la dynamique des brevets sur le statut d’innovation de cette technologie émergente ?

Pour comprendre les activités d'innovation et de R&D dans cette technologie émergente, nous avons effectué une recherche macro à l'aide de notre logiciel propriétaire d'intelligence PI. En analysant les brevets liés aux RIS collectés grâce à notre expertise en services de conseil en propriété intellectuelle , nous avons pu créer un aperçu mondial fascinant de l'avancement de la recherche et des investissements dans ce domaine.

Technologie 6G : dynamique des brevets et acteurs de premier plan

La dynamique des dépôts de brevets révèle une nouvelle technologie d’entrée avec des activités de R&D en plein essor à la fin de la dernière décennie. Le nombre de familles de brevets enregistrées en 2021 était de 1 217, reflétant l'introduction de la solution RIS comme pilier de la mise en œuvre des réseaux sans fil de nouvelle génération et, plus particulièrement, de la technologie 6G.

Parmi les principaux investisseurs en innovation dans RIS, on retrouve des acteurs majeurs des secteurs des télécommunications et de la technologie, ainsi que la contribution d'universitaires, principalement chinois. Le géant sud-coréen SAMSUNG arrive en tête avec 28 % du total des inventions identifiées, s'alignant ainsi sur les principales activités de recherche de l'entreprise sur la 6G.

Parmi les principaux acteurs, QUALCOMM et LG ELECTRONICS contribuent respectivement avec ~6% et ~5% des activités d'innovation, les identifiant comme des acteurs clés, tout comme ils ont été identifiés parmi les 10 premiers acteurs des activités 6G dans notre précédent blog ( 6G, A une nouvelle ère déjà en marche ).

Technologie 6G : points chauds géographiques pour les innovations liées aux RIS

Bien que les trois principaux acteurs soient sud-coréens (SAMSUNG et LG ELECTRONICS) et américains (QUALCOMM), la Chine reste identifiée comme le principal pays d'origine de ces inventions technologiques 6G, avec environ 52 % du nombre total d'inventions identifiées.

La contribution européenne aux activités de recherche est encore faible par rapport à celle de l'Asie et des États-Unis. La principale augmentation significative des activités de brevets est détectée à partir de 2020, une tendance qui devrait se poursuivre étant donné que le RIS est une solution prometteuse aux principales limitations des bandes de fréquences nouvellement exploitées.

Technologie 6G : couverture du marché pour les innovations liées aux RIS

Il n’est pas surprenant de constater que le plus grand nombre d’inventions ont été publiées dans les principaux pays innovants, à savoir la Chine, les États-Unis et la Corée du Sud. Le nombre de demandes déposées dans le cadre du Traité de coopération en matière de brevets (PCT) (via l'OMPI) est relativement élevé, ce qui reflète une stratégie plus globale de protection d'une technologie qui jouera vraisemblablement un rôle essentiel dans l'utilisation des bandes d'ondes ultra-élevées.

Alors que des projets, des expériences et des efforts de normalisation sont en cours pour la technologie 6G, les travaux visant à créer une spécification commune ont déjà commencé pour RIS, avec diverses activités en cours dans le monde universitaire et industriel. L'Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE) a créé une initiative technologique émergente sur les surfaces intelligentes reconfigurables (ETI-RIS) pour soutenir les initiatives de recherche. L'ETSI, fournisseur mondial de normes applicables aux TIC et partenaire du projet international de partenariat de troisième génération (3GPPTM), a créé son groupe de spécifications industrielles sur les surfaces intelligentes reconfigurables (ISG RIS) en juin 2021 pour développer une normalisation mondiale pour la technologie RIS. Elle a publié son premier rapport sur les RIS en avril 2023 (ETSI GR RIS 001 V1.1.1), définissant des cas d'utilisation avec des indicateurs de performance clés (KPI) généraux associés et décrivant les exigences opérationnelles pour les scénarios de déploiement des cas d'utilisation spécifiés.

La dynamique des brevets peut fournir des informations précieuses sur les tendances et les marchés de la recherche et de l’innovation, comme nous espérons que cette analyse sur la technologie 6G RIS l’illustre. Pour plus de détails sur l'activité en matière de brevets dans le secteur des télécommunications mobiles ou pour des conseils ou une assistance spécifiques, contactez l'équipe Questel IP Consulting .

Suivez nos publications et webinaires dans notre centre de ressources et notre page dédiée aux webinaires et événements pour obtenir des informations futures.

Eva Razzouk est consultante senior en business intelligence chez Questel. Détentrice d'une maîtrise en ingénierie, Eva possède plus de 25 ans d'expérience dans les domaines des télécommunications, de l'informatique et des réseaux de données. Outre son expérience académique en tant que professeur d'université et formatrice certifiée Cisco Routing and Switching, elle a travaillé comme experte systèmes et responsable des solutions techniques pour Ericsson.