Dans l’article de recherche « A hybrid optical-wireless network for decimetre-level terrestrial positioning » (Un réseau hybride optique-sans fil pour le positionnement terrestre à la précision du décimètre), publié dans la revue scientifique de référence Nature, six chercheurs de l’Université libre d’Amsterdam et de l’Université de technologie de Delft aux Pays Bas, proposent un système de positionnement terrestre qui pourrait offrir une plus grande précision que les systèmes par satellites existants, et pourrait potentiellement être intégré dans les futurs réseaux mobiles.
Les systèmes de positionnement global tels que GPS (États-Unis), Glonass (Russie) et Galileo (Europe) sont largement utilisés pour des applications telles que la navigation, mais ils ne fonctionnent pas toujours bien dans les environnements urbains denses en raison des interférences entre les bâtiments et la ligne de visée directe d’un satellite, et de la réflexion des signaux sur les bâtiments.
Le système de positionnement terrestre indépendant des satellites décrit dans l’article offrirait des performances supérieures avec une marge d’erreur de l’ordre du centimètre au décimètre et une synchronisation temporelle inférieure à la nanoseconde.
Comme les systèmes satellitaires, celui proposé par les chercheurs repose sur la mesure précise des temps d’arrivée des signaux radio, mais il utilise un signal temporel distribué à tous les émetteurs radio via un réseau de fibres optiques pour garantir leur synchronisation avec une horloge de référence commune.
Le système a été testé sur le campus de l’université de technologie de Delft, à l’aide de six émetteurs radio répartis sur une surface de 660 m2. La synchronisation des émetteurs, avec une précision supérieure à la nanoseconde, a été obtenue avec le protocole White Rabbit (WR), une extension de la norme Ethernet développée à l’origine au CERN pour synchroniser les équipements de mesure et de contrôle de ses accélérateurs de particules.
L’horloge de référence choisie pour les tests est celle de l’institut de métrologie néerlandais, le VSL, en charge de la fourniture du temps universel coordonné pour le pays.
Le système radio à bande éparse utilisé pour la démonstration pourrait être conçu de telle sorte que son empreinte spectrale corresponde à celle du spectre autorisé aux opérateurs de réseaux mobiles, tandis que le format de modulation OFDM (multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence) est similaire à celui utilisé dans les réseaux d’accès radio 4G et 5G.
Le document suggère donc que les signaux de positionnement, de navigation et de synchronisation pourraient être transmis par les stations de base mobiles existantes.
Un autre avantage du système proposé est que les équipements compatibles avec WR sont disponibles dans le commerce depuis plus de dix ans et que, comme il ne nécessite qu’un débit binaire relativement modeste, il peut fonctionner à des longueurs d’onde dans les réseaux de fibres optiques qui ne sont généralement pas utilisées pour les transmissions de données à large bande passante.
En d’autres termes, ce système pourrait être ajouté aux réseaux mobiles sans grande difficulté, à peu de frais.
Il nécessiterait sans doute une mise à jour du kit de réseau d’accès radio des stations de base et l’intégration d’un support dans les nouveaux combinés.
Un système qui semble prometteur, alors que le système de positionnement par satellite Galileo, qui a coûté des milliards aux contribuables européens, a accumulé les retards et les satellites inopérants.