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Offre de projet de recherche

Implementation and Analysis of a Prototype for Locating Sources of Interference in Satellite Applications

Programme d'études visé
Maîtrise avec mémoire   

Domaines de recherche
Génie Aérospatial,
Génie Électrique,
Génie des Technologies de l'information

Description

Le projet vise à proposer de nouvelles approches pour détecter, mesurer, caractériser, localiser et éliminer en temps réel les interférences radio fréquences (RFI) présentes dans les systèmes de communication par satellites (SatCom). Agissant comme des stations relais, les satellites sont destinés à des applications scientifiques de surveillance, de télédétection, de télécommunications, de radionavigation, permettant d’offrir de nombreux services, civils ou militaires, à une échelle planétaire tels que la télévision numérique, la communication de données, les systèmes de navigation globale par satellites (GNSS), la surveillance météo, etc. Les SatCom sont de plus en plus exposés aux RFI. La course effrénée aux développements technologiques va contribuer à faciliter l'accès à l'espace, notamment par les pays émergents, augmentant du même coup le nombre de satellites en orbite. Ainsi la ruée vers plus de bande passante dans les transmissions satellitaires va accroître irrémédiablement les phénomènes de RFI. Compte tenu de la variété des sources et la sévérité des impacts des interférences radio fréquences, leur réduction représente un défi pour la communauté des chercheurs, des opérateurs et des fabricants de satellites. Une des visées stratégiques du projet AVIO-601 est de développer de nouvelles solutions de réduction et de suppression d’interférences plus efficaces utilisant des approches basées sur le traitement des signaux, la radio logicielle cognitive et les antennes reconfigurables. Dans cette optique, l'objectif majeur de l'équipe de recherche (16 étudiants et 3 professionnels de recherche) sera de développer, concevoir et d’intégrer des modules de détection, de localisation, de mesures, de caractérisation et de réduction des interférences afin de limiter leurs impacts négatifs sur les SatCom. De plus, une base de données dynamique des sources d’interférence sera développée et mise à jour en temps réel par les modules d’observation et de caractérisation des RFI. Les modules intégreront de nouveaux concepts de filtrage adaptatif, de cryptographie des signaux puis d'antennes adaptatives dans une architecture plus innovante et plus ouverte permettant notamment une gestion plus efficace du spectre de fréquences.


Summary

Satellites act as relay stations and form a critical part of the world-wide communications infrastructure. They are used for communications, positioning, remote sensing, in civil and/or military applications such as Digital Video Broadcasting (DVB), high-definition video, amateur radio communications, broadband Internet, weather forecasting, environment surveillance, Global Navigation Satellite Systems (GNSS), etc. Satellite Communications (SatCom) systems are sensitive to Radio Frequency Interference (RFI). The rapid rate of technological developments will continue to lower the entry barrier for space, increasing the number of players in the space arena. This fact, in combination with the ever-increasing thirst for satellite communications bandwidth, will inevitably lead to a dramatic increase in RFI. Unfortunately, because of RFI’s variety of sources and causes, RFI is a challenging problem for researchers, operators and manufacturers. The AVIO-601 project aims to develop a technical framework for the detection, measurement and mitigation of RFI to resolve satellite link interference issues and increase the global robustness of SatCom systems. The main strategic goal of this project is to develop novel cognitive system architectures and digital signal processing techniques to detect, localize, characterize and suppress RFI in SatCom networks and to demonstrate their feasibility in real world situations through implementation of a proof-of-concept hardware/software prototype. An additional objective is to develop an RFI atlas platform, that is, a complete database of RFI sources, characteristics, and locations that will be updated in real-time by an RFI measurement and monitoring module. The project will also study the potential of using reconfigurable antennas as a means to reduce RFI at the radiofrequency hardware level. The AVIO-601 project team will consist of 16 students, and 3 professionals. The proposed research program will provide a platform for the training of highly-qualified personnel in innovative architectures and new concepts of adaptive filtering, blanking, signal authentication, encryption, adaptive equalization, adaptive antenna beams and resource management, null steering, etc.


According to the schedule, this Master’s student will be in charge of the following tasks:

1)        3-13 Planning of RFI geolocation module integration on a hardware platform
2)        3-15 Implementation of integrated RFI geolocation module
3)        3-24 In-field tests of RFI geolocation module alone
4)        4-11 Validation of true real-time operation
5)        4-14 Final integration of real-time RFI geolocation prototype
6)        4-33 Validation of RFI geolocation accuracy in operational environments

The overall purpose of this Master’s research project will be to complete the integration of RFI geolocation techniques into a compact hardware platform. At the moment of his/her incorporation to the research team, a geolocation module for SatCom RFI geolocation will have been fully developed. The student will continue the work of the research team by participating in the conception of the FPGA implementation of the software geolocation module. For that purpose, he/she will study the hardware resource requirements and perform the FPGA VHDL programming. He/she will perform some real-time tests in order to evaluate the developed hardware in-field.

By collaborating with other members of the research team, the student will finalize the full geolocation prototype performing optimization activities and in-field demonstrations. These optimization activities will focus on the preservation of the location accuracy, so that some practical issues such as finite precision, truncation or computation overflows that do not jeopardize the original precision obtained by the original software platform.

http://lassena.etsmtl.ca/spip.php?rubrique29#1125

Financement
14000.00 $

Autres informations

Partenaires impliqués: Thales, Telesat Canada, ATEM, Vigilant Global

Candidat recherché
Digital signal processing, communication
Date de début : 2017-10-04

Responsable à contacter
Professeur René Jr Landry
Département de génie électrique
Courriel : renejr.landry@etsmtl.ca
Téléphone : 514-396-8506