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GÉOLOCALISATION D’ÉMETTEURS DANS LES COMMUNICATIONS SATELLITAIRES
GEOLOCATION OF TRANSMITTERS THROUGH SATELLITE COMMUNICATIONS
Etablissement Université Paris-Saclay GS Sciences de l’ingénierie et des systèmes
École doctorale Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication
Spécialité Sciences du traitement du signal et des images
Unité de recherche Laboratoire des Signaux et Systèmes
Encadrement de la thèse José PICHERAL
Co-Encadrant Raul DE LACERDA
Financement du 01-09-2023 au 01-09-2026 origine Fond propre Employeur CentraleSupélec
Ressources propres de l’unité de recherche
Début de la thèse le 1 juin 2023
Date limite de candidature (à 23h59) 1 avril 2023
Localisation, radar passif, communication satellitaire
Localization, pasive radar, satellite communications
Description de la problématique de recherche – Project description
Le spectre radioélectrique est une ressource rare et couteuse pour les opérateurs de télécommunication. Dans le contexte des
communications satellitaires, dont la majorité des satellites a une charge utile dite transparente, des problèmes de brouillage lié aux
usages non autorisés se présentent comme un problème majeur. Cette thèse vise à étudier des techniques de géolocalisation des
sources interférentes inspirées par les algorithmes utilisés pour les radars passifs non-coopératifs.
Radio spectrum is a scarce and expensive resource for telecommunication operators. In the context of satellite communications, where
most satellites have a so-called transparent payload, interference problems related to unauthorized transmissions are a major issue. This
thesis aims at studying geolocation techniques for interfering sources inspired by algorithms used in non-cooperative passive radar.
géolocalisation des sources interférentes
traitement du signal, statistique, radar, communication numérique sans-fil,
Le spectre radioélectrique est une ressource rare et couteuse pour les opérateurs de télécommunication, et en particulier pour les
communications satellitaires. Dans ce contexte, la majorité des satellites a une charge utile dite transparente, ce qui implique qu’ils n’ont
qu’une fonction de répéteur (amplification et transposition de fréquence) et ne disposent pas de processeurs numériques assurant les
fonctions de démodulation et de modulation. Ceci permet de préserver la complexité numérique dans les terminaux sol, qui peuvent
évoluer facilement pendant la durée de vie du satellite. Ce type d’architecture est cependant sensible aux brouillages volontaires ou
involontaires liées aux usages non autorisés des bandes de fréquences.
Le développement du marché des terminaux à bas coût et l’explosion du nombre de terminaux génèrent une augmentation des
potentielles sources d’interférences. Il s’avère que des erreurs de pointage ou même la faible qualité de ces équipements produisent des
interférences qui affectent le bon fonctionnement des liaisons satellitaires.
Dans le cadre de la régulation du spectre radioélectrique, il est donc important de pouvoir détecter, mais aussi localiser les sources
interférentes.
Afin de localiser la source, plusieurs méthodes ont été proposées. Par exemple, dans l’article [1], les auteurs proposent d’utiliser le
Mots clés – Keywords
Thématique / Domaine / Contexte
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Doppler généré par les mouvements du satellite afin de localiser ces sources interférentes. Des méthodes similaires sont proposées dans
les brevets [2,3]. Dans l’article [4], les auteurs se proposent quant à eux d’utiliser les variations de puissance dans le temps et de
comparer cette signature à celles d’autres émetteurs de référence. On peut aussi noter, la similitude, dans la géométrie du système, avec
le système radar bi-statique non coopératif [5,6].
Cette thèse vise à étudier des techniques de géolocalisation des sources interférentes inspirées par des algorithmes utilisés pour les
radars passifs non-coopératifs dans le cas de communications satellitaires.
L’étude s’articulera en 3 phases :
Phase 1 : État de l’art des techniques de géolocalisation des sources d’émissions. Étude des performances des différentes méthodes
identifiées en fonction de l’orbite du satellite et de la bande de fréquence utilisée, ainsi que l’impact des imperfections liées aux
émetteurs (e.g., la dérive des oscillateurs de faible qualité) ou aux satellites (e.g., imprécision sur la position du satellite).
Phase 2 : Développement de méthodes pour améliorer la précision de la localisation et les incertitudes associées.
Phase 3 : Un parallèle avec les systèmes radar bi-statique non-coopératif, ainsi que l’utilisation de sources satellitaires multiples pour
améliorer la précision de la localisation des interférences et minimiser les incertitudes associées pourra être étudié. Le cas échéant,
l’adaptation des méthodes issues de la communauté des radaristes pourront être explorées afin de caractériser plus finement ces
sources, par exemple, si ces dernières se déplacent ou pour améliorer les résultats de localisation.
[1] KALANTARI, Ashkan, MALEKI, Sina, CHATZINOTAS, Symeon, et al. ‘Frequency of arrival-based interference localization using a single
satellite’. In : 2016 8th advanced satellite multimedia systems conference and the 14th signal processing for space communications
workshop (asms/spsc). IEEE, 2016.
[2] LEVANON, Nadav.’ Positioning determination using one low-Earth orbit satellite’. U.S. Patent No 6,107,959, 22 août 2000.
[3] HO, Dominic KC, CHU, Jeffrey C., et DOWNEY, Michael L. ‘Determining transmit location of an emitter using a single geostationary
satellite’. U.S. Patent No 8,462,044, 11 juin 2013.
[4] GLENDINNING, Ian, NÖLLE, Michael, HAUSLEITNER, Christian, et al. ‘Identification of the source of an interferer by comparison with
known carriers using a single satellite’. International Journal of Satellite Communications and Networking, 2019, vol. 37, no 3, p. 269-282.
[5] GIERULL, Christoph H. ‘Bistatic synthetic aperture radar. Ottawa’, technical report. Ontario, Canada, 2004..
[6] SKOLNIK, Merrill I. ‘Radar handbook’. McGraw-Hill Education, 2008.
[7] NANTEL, Jean-Philippe. ‘Localisation d’une source d’interférence dans un système satellitaire’. 2019. Thèse de doctorat.
Polytechnique Montréal.
Projet doctoral financé sur les fonds propres des contrats du L2S. La thèse sera dirigée par José Picheral (L2S) et co-encadré par Raul
de Lacerda (L2S) et Israel Hinostroza (SONDRA). Des réunions hebdomadaires de suivi de thèse seront accompagnées des réunions
mensuelles de présentations des avancées et des rapports d’avancement tous les six mois.
La thèse se déroulera au L2S (CentraleSupélec). Les conditions matérielles nécessaires seront fournies (ordinateur et tous les logiciels
nécessaires..)
Un budget spécifique sera aussi dédié aux déplacements en conférences.
Objectifs
Méthode
Références bibliographiques
Précisions sur l’encadrement – Details on the thesis supervision
Conditions scientifiques matérielles et financières du projet de recherche
Ouverture Internationale
Proposition 15/09/2023 15:57
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Les travaux seront publiés dans des conférences et des revues internationales renommées.
Traitement du signal, communications, science des données, statistiques.
Signal processing, communications, data science, statistics.
Objectifs de valorisation des travaux de recherche du doctorant : diffusion, publication et confidentialité,
droit à la propriété intellectuelle,…
Profil et compétences recherchées – Profile and skills required
Dernière mise à jour le 2 mars 2023
