Grand défi : Maîtriser l'environnement des radiofréquences (MER)

Pénurie de spectre

En raison de l'explosion de la demande pour les services sans fil, de nombreux experts prédisent que nous serons confrontés à une pénurie de spectre d'ici cinq à dix ans. Pour trouver des solutions au nombre de plus en plus restreint de bandes de fréquences disponibles, la première étape essentielle consiste à comprendre l'utilisation que nous faisons actuellement des bandes de fréquences : quelles bandes utilise-t-on? Quand les utilise-t-on? Où les utilise-t-on? Et est-ce que les réseaux fonctionnent efficacement?

Prototype pour MER

Pour répondre à ces questions très simples en apparence, il faut un système extrêmement complexe qui permet de surveiller, puis d'analyser des milliards de signaux envoyés sur de nombreuses fréquences dans un secteur géographique ayant la superficie du Canada. De plus, pour être vraiment utile, ce système doit transmettre rapidement l'information à l'utilisateur, en assurant un suivi de l'évolution de l'utilisation de minute en minute, et lui fournir des réponses sous une forme facile à interpréter.

Le projet Maîtriser l'environnement des radiofréquences (MER) des Grands défis du CRC vise à mettre au point le tout premier système conçu pour fournir pratiquement en temps réel de l'information sur l'utilisation du spectre aux gestionnaires et aux chercheurs du spectre. L'objectif initial est d'élaborer un prototype qui fournira des renseignements détaillés sur l'utilisation du spectre dans la Région de la capitale nationale. L'équipe étendra ensuite la portée de cette initiative à d'autres régions urbaines du Canada, comme Toronto, Montréal ou Vancouver. Après une démonstration de faisabilité viable, le système MER pourra ensuite servir de modèle pour la mise au point, par des gouvernements ou des entreprises du secteur privé, de systèmes à grande échelle de surveillance du spectre.

MER de capteurs

D'un côté, le système MER compte sur un réseau de capteurs — certains sont mobiles et d'autres, stationnaires — qui recueille des données sur l'utilisation du spectre. Il s'agit notamment d'applications spéciales installées dans des téléphones cellulaires et sur des tours de télécommunications stationnaires existantes, ainsi que des capteurs mobiles à bord de véhicules en déplacement comme des voitures, des autobus ou des camions.

À l'autre côté du système se trouve l'utilisateur — par exemple un gestionnaire du spectre — qui doit obtenir rapidement des données sur l'utilisation du spectre dans un secteur en particulier. Entre les deux, il y a un ensemble d'outils logiciels qui gèrent les interactions entre l'utilisateur et les capteurs : il faut d'abord interpréter la requête de l'utilisateur, la transposer en instructions pour le réseau de capteurs, et ensuite recueillir les données des capteurs, les analyser et les fournir à l'utilisateur dans un format qu'il est en mesure de comprendre.

Fonctionnement de MER

Si, par exemple, un gestionnaire du spectre reçoit des plaintes de brouillage de la réception GPS au centre-ville de Vancouver entre 9 h et 10 h, il doit envoyer une requête au système MER. Celui-ci transpose la requête en instructions simples pour le réseau de capteurs pour lui indiquer d'activer tous les capteurs qui se trouvent dans ce secteur et qui enregistrent des données dans la gamme de fréquences appropriée entre 9 h et 10 h. Les capteurs acheminent ensuite les données aux outils logiciels du système MER, qui les compilent et les analysent. Pour terminer, le système MER convertit les données en représentations visuelles que l'utilisateur peut rapidement interpréter.

Lorsqu'il sera terminé, le prototype du système MER sera le premier système au monde à assurer la surveillance du spectre, plaçant ainsi le Canada à l'avant-scène des technologies de surveillance du spectre.

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