L'avenir de la recherche sur les réseaux 6G et l'efficacité énergétique

Le rôle de la recherche dans la construction de l'avenir de la 6G a fait l'objet de nombreuses discussions dans les milieux universitaires et commerciaux.

Auparavant, l'atelier du 3GPP qui s'est tenu en Corée en mars 2025, sur la base de recherches et d'orientations du marché, a proposé 237 recommandations pour influencer et ajuster les priorités de la 6G. Un autre résultat de ce processus de dialogue a été de souligner la nécessité de construire une infrastructure numérique qui facilite le développement de services innovants à l'ère des machines et de l'IA, et qui apporte deux types de valeur importants : la réduction du coût total de possession (CTP) et la création de nouvelles sources de revenus pour les opérateurs.

Un large consensus s'est dégagé parmi les intervenants lors de l'événement : « Le développement durable est devenu un mot à la mode ces derniers temps. » Ce sentiment reflète la priorité décroissante accordée au développement durable, et les critères ne semblent plus constituer une exigence stricte pour la 6G.

Quelle que soit la priorité accordée au développement durable, le coût de la consommation d'électricité pour les opérateurs demeure trop élevé. On estime qu'il représente entre 20 % et 40 % de leurs coûts d'exploitation. Améliorer l'efficacité énergétique afin de réduire les coûts est désormais une nécessité fondamentale pour les opérateurs, ce qui exige une collaboration étroite entre les acteurs du marché et les chercheurs du monde universitaire pour développer la technologie 6G.

L’évolution des réseaux mobiles cellulaires à l’ère de la connectivité machine et de l’IA

Progrès récents dans le domaine de l'efficacité énergétique

Les réseaux mobiles sont conçus pour offrir des performances élevées, mais ne sont pas optimisés pour les économies d'énergie. Les premiers efforts du 3GPP (3rd Generation Partnership Project) se sont concentrés sur les économies d'énergie et l'allongement de l'autonomie des batteries des terminaux. Avec l'augmentation de la demande de données, la consommation d'énergie a également explosé ; les opérateurs ont constaté que le réseau d'accès radio représentait plus de 70 % de la consommation énergétique totale.

Par conséquent, différents mécanismes de mise en veille de la station de base ont été mis en place. L'amplificateur de puissance, bien que restant le composant le plus énergivore, a vu ses performances et son temps de réveil s'améliorer. Toutefois, ces améliorations sont contrebalancées par la demande croissante de données, tandis que la consommation énergétique de ce composant continue d'augmenter de 2,8 % par an.

Des activités de recherche, tant académiques que commerciales, sont en cours pour améliorer l'efficacité énergétique à tous les niveaux, notamment : une réduction significative des transmissions inutiles ; une conception allégée : domaine temporel + domaine spatial et domaine fréquentiel ; des algorithmes d'économie d'énergie pour les réseaux compatibles avec les UE ; de nouvelles interfaces radio 6G économes en énergie.

Synchronisation simultanée des temps de veille pour la liaison descendante (DL) et la liaison montante (UL) ; activation/désactivation automatique de la porteuse en configuration multicouche ; gestion améliorée des interférences pour une efficacité spectrale accrue ; nouvelles formes d’onde écoénergétiques ; processeur de bande de base BBU commun, accéléré par GPU et compatible IA/ML… Le tout pour une efficacité énergétique optimale tout en minimisant l’impact sur les indicateurs clés de performance (KPI).

Réseau de commutation

Nous sommes en pleine transition des réseaux mobiles actuels, qui assurent la connectivité et la transmission de données, vers un réseau évolué permettant aux machines et aux humains de collaborer au sein d'une infrastructure numérique connectée. Ce réseau offrira des expériences de divertissement et de bien-être, permettra aux individus de travailler, de gérer des usines intelligentes, aux robots d'intervenir lors de catastrophes et aux drones de localiser et de livrer des colis avec précision. Ce réseau transformé répondra aux besoins de communication des humains et des machines à l'ère de l'intelligence artificielle.

Ce réseau révolutionnaire exige des performances, une fiabilité, une sécurité, une connectivité omniprésente et une intelligence embarquée bien supérieures à celles des réseaux actuels. Il est capable de percevoir son environnement et de s'adapter aux besoins des utilisateurs et des machines qui le composent.

Pour répondre à ces exigences élevées, les réseaux 6G doivent fonctionner plus efficacement à tous les niveaux, de la couche physique aux composants, en passant par les opérations et les applications. Ces améliorations globales des performances se traduiront par une plus grande efficacité énergétique (Tableau 1).

Voici quelques exemples de progrès contribuant à une meilleure efficacité énergétique.

Avenir

À ce jour, les efforts de recherche et de commercialisation, ainsi que les initiatives de normalisation, n'ont pas permis de réduire significativement la consommation d'énergie. Cependant, les stations de base 5G sont conçues pour consommer moins d'énergie, remplaçant progressivement les stations de base LTE. La transition des réseaux existants vers la 5G contribuera à améliorer l'efficacité énergétique et à concrétiser les avantages d'une consommation d'énergie réduite.

De plus, les progrès technologiques à tous les niveaux du réseau, associés à des techniques d'économie d'énergie en périphérie du réseau, contribueront à réduire la consommation énergétique globale.

La technologie 6G de première génération ne créera peut-être pas l'avenir idéal en matière d'efficacité énergétique. Mais elle jettera les bases d'une efficacité énergétique globale, en faisant passer l'efficacité énergétique d'une problématique a posteriori à une caractéristique de conception.

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