Au Canada, l’immensité du territoire fait en sorte que les infrastructures actuelles de télécommunications ne parviennent pas toujours à offrir une couverture uniforme. Dès que l’on s’éloigne d’un centre urbain, la fiabilité du réseau chute parfois de façon marquée. Même qu’à certains endroits, la couverture est totalement absente. La situation complique autant le quotidien des personnes habitant en région éloignée que les opérations critiques liées aux communications d’urgence, aux transports, à la surveillance du territoire canadien ou aux activités industrielles en région éloignée. 

Des solutions proposées par des entreprises privées étrangères permettent progressivement de combler cette lacune, mais placent du même coup le Canada dans une position de vulnérabilité. 

Pour assurer le plein contrôle d’un secteur névralgique comme celui des télécommunications, le pays envisage donc de compléter le réseau de télécommunication actuel - qui mise essentiellement sur un réseau d’antennes terrestres - par des réseaux de drones, d’aéronefs en haute altitude et de satellites : des « réseaux non terrestres », connus en anglais sous l’acronyme « NTN » (pour Non-Terrestrial Networks). Greffés aux futurs réseaux 6G, ces outils permettront d’assurer une couverture réellement nationale, sur terre, en mer et dans les airs. 

Dix équipes de recherche impliquées 

L’idée rencontre toutefois quelques difficultés qui freinent sa mise en oeuvre. D’une part, on peut difficilement déployer à grande échelle de tels réseaux au pays. Un problème qui s’ajoute à un autre tout aussi important : dans son état actuel, le réseau terrestre serait incapable de se connecter aux réseaux non terrestres.

Voilà les verrous technologiques principaux auxquels s’attaqueront les équipes de Gunes Karabulut Kurt, professeure titulaire au Département de génie électrique de Polytechnique Montréal et directrice du Centre de recherche avancée en micro-ondes et en électronique spatiale (Centre Poly-Grames), et de Halim Yanikomeroglu, professeur titulaire au Département de génie des systèmes et de l’informatique de l’Université Carleton, avec le projet Non-Terrestrial Networks for Accelerating Canada's Ubiquitous Connectivity and Digital Future (NTN-CAN). 

Leur mission : mettre au point les protocoles, les architectures ouvertes (ORAN) et les outils d’essai qui permettront aux futurs réseaux d’intégrer de façon fiable et abordable des satellites, des aéronefs de haute altitude et des drones aux infrastructures terrestres existantes. Une mission qui fera notamment intervenir de l’intelligence artificielle pour la gestion du réseau et des approches de type jumeaux numériques pour tester et optimiser les systèmes. 

En plus de la codirection assurée par la professeure Karabulut Kurt, deux autres professeurs de Polytechnique Montréal contribueront activement au projet, parmi un total de 10 groupes de recherche canadiens associés à l'Université Carleton, à Polytechnique Montréal et à l'Université d'Ottawa. 

L’équipe de Soumaya Cherkaoui, professeure titulaire au Département de génie informatique et génie logiciel, apportera son expertise en intégration de bout en bout des segments terrestre et satellitaire, ainsi qu’en optimisation des réseaux à grande échelle. De son côté, l’équipe de Jean‑François Frigon, professeur titulaire au Département de génie électrique, travaillera sur les architectures radio avancées et l’optimisation des communications sans fil au sein de ces futurs réseaux hybrides.
 

Des équipements de pointe au Centre Poly-Grames 

L’appui de 5,1 millions de dollars de la FCI permettra notamment l’acquisition de deux équipements majeurs, soit un émulateur multi-bandes pour communications par satellite, pour reproduire en laboratoire une grande variété de scénarios et de conditions orbitales, ainsi qu’un banc d’essai large bande dans la région des sub-térahertz pour les communications spatiales, qui permettra d'explorer les fréquences émergentes liées aux futurs réseaux 6G et aux technologies RF‑FSO (radiofréquence et optique en espace libre). 

Ensemble, ces infrastructures formeront une plateforme expérimentale unique au Canada, permettant de tester, valider et optimiser des technologies de pointe à un niveau difficilement accessible ailleurs qui se grefferont aux autres outils de pointe du Centre Poly-Grames de Polytechnique Montréal, un modèle d’excellence reconnu mondialement pour son travail dans les domaines de la radiofréquence (RF), des micro-ondes, des ondes millimétriques (mmW) et de la photonique micro-ondes.

En savoir plus

Fiche d'expertise de la professeure Gunes Karabulut Kurt
Fiche d'expertise de la professeure Soumaya Cherkaoui
Fiche d'expertise du professeur Jean-François Frigon
Site du Centre Poly-Grames
Site de la Fondation canadienne pour l'innovation