Le CRC accélère la science du spectre en relevant trois défis de six semaines

« Nous devons savoir, en temps réel, quelles sont les ondes radioélectriques inutilisées qui peuvent être mises à profit. Les mégadonnées sont un facteur clé pour déterminer cela. Les renseignements utiles qui s'en dégagent nous permettront de prévoir où se trouve la capacité excédentaire à tout moment. Les travaux de recherche menés au Centre d'analyse de mégadonnées sont susceptibles de transformer non seulement l'industrie des télécommunications, mais tous les secteurs de l'économie.»

En raison de la demande sans cesse croissante de spectre des radiofréquences – où circulent les ondes radioélectriques nécessaires au bon fonctionnement de nos téléphones intelligents, tablettes, téléviseurs et radios – les chercheurs du Centre de recherches sur les communications (CRC) appliquent des technologies émergentes, y compris l'analyse prédictive de mégadonnées et la superinformatique en nuage, en vue d'assurer la disponibilité de ressources appropriées du spectre pour répondre à la demande future. L'utilisation de ces puissants outils leur permet d'enrichir leurs connaissances plus rapidement afin de relever des défis en l'espace de six semaines.

Au début de 2018, le CRC a adopté une approche souple pour la gestion pour certains projets de recherche. Des petites équipes de spécialistes de haut niveau ont rapidement fait avancer l'expertise et les connaissances du CRC dans trois domaines clés.

Défi 1 – Superposition de couches de données géospatiales et sur le spectre pour géoréférencer l'utilisation du spectre

Les recherches du CRC sur le spectre sont « alimentées » par d'importantes quantités de données sur le réseau mobile. Pour le premier défi, les chercheurs ont entrepris de démontrer des méthodes efficaces de superposition de couches de divers ensembles de données pour améliorer la capacité du CRC à analyser et à visualiser plusieurs types d'ensembles de données géographiquement définies à l'échelle du Canada.

L'équipe s'est servie d'une plateforme de système d'information géographique (SIG) et d'outils nuagiques pour gérer, analyser et superposer plusieurs différentes couches d'information reliée, provenant entre autres de la production participative de données sur les télécommunications. L'équipe a pu ainsi présenter visuellement de l'information sur les services mobiles à large bande dans certaines régions géographiques.

Défi 2 – Fusion de sources de mégadonnées pour cerner les tendances de l'utilisation du spectre

Dans le cadre du deuxième défi, les chercheurs ont démontré les rapports entre des données sur le spectre et des données sociétales, y compris la météo, le trafic et l'actualité. En premier lieu, ils ont recueilli de l'information sur l'actualité locale, accessible au public en ligne, et ils ont ensuite nettoyé les données pour éliminer les lacunes et les incohérences. Ils ont ensuite automatisé cet « entretien ménager » des données dans le nuage, où ils ont également fusionné les données obtenues et les ont corrélées avec les données sur le spectre.

Certes, la fusion de données sur le spectre et de données sociétales a produit des résultats prévisibles (p. ex., certains canaux radioélectriques sont plus encombrés durant une tempête de neige), mais des leçons fort utiles se dégagent du processus d'établissement de ces rapports. Cela nous rapproche encore un peu plus de la possibilité de quantifier l'augmentation de l'utilisation durant de tels événements.

Défi 3 – Utilisation de la superinformatique en nuage pour optimiser la conception de surfaces usinées

La superinformatique est en voie de devenir de plus en plus accessible par le nuage. Dans le cadre du troisième défi, le CRC a exploité le potentiel de superordinateurs virtuels en nuage pour optimiser la conception de surfaces usinées. Les surfaces usinées relèvent de l'électronique imprimée. Cela signifie que vous pouvez imprimer des conducteurs, des semi-conducteurs, etc. directement sur des matériaux souples, à l'aide des processus habituels d'impression. Ces surfaces usinées peuvent être intégrées à des matériaux pour étendre la couverture de services sans fil ou pour contrôler l'interférence entre différents utilisateurs. Elles captent les ondes radioélectriques et les redirigent en fonction de leur conception particulière, et il peut y avoir 1070 combinaisons possibles de conceptions!

Mettant à profit l'informatique parallèle en nuage et son expertise des radiofréquences, l'équipe a orchestré des dizaines de milliers de simulations complexes pour peaufiner la conception de surfaces usinées en l'espace de quelques jours. Ils ont réussi en très peu de temps à faire des calculs qui auraient exigé des années de travail en utilisant un ordinateur conventionnel perfectionné.

Les efforts du CRC sont axés sur la gestion du spectre, mais son expertise croissante de l'analyse de mégadonnées et de l'infonuagique attire l'attention d'autres ministères fédéraux qui cherchent à appliquer ces outils et techniques pour surmonter les défis auxquels ils sont confrontés. Les autres ministères, les établissements universitaires, les entreprises et les consortiums sont invités à communiquer avec le CRC pour en apprendre davantage sur les possibilités de collaboration.

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