Des chercheurs découvrent un nouveau moyen rentable d’exploiter les signaux satellites

Des chercheurs découvrent un nouveau moyen rentable d'exploiter les signaux satellites

Image produite par (a) le satellite SelfieStick1, (b) les satellites SelfieStick10, (c) l’antenne météo volumineuse. Crédit : Génie électrique et informatique de l’Université Carnegie Mellon

Pendant des décennies, les satellites ont aidé les météorologues à prévoir le temps, à offrir aux fournisseurs de câble, de télévision et de radio un moyen de relayer les signaux à leurs clients et à fournir aux scientifiques un outil pour recueillir des données pour divers types de recherche. D’énormes antennes fixes et coûteuses ont longtemps été l’instrument utilisé pour capter ces signaux, mais maintenant, alors que les satellites en orbite basse deviennent plus abondants, les chercheurs de l’Université Carnegie Mellon trouvent des moyens d’exploiter les fréquences satellites à l’aide de petits satellites mobiles à faible coût. dispositifs.

Les signaux de transmission des satellites à des centaines de kilomètres dans l’espace sont très faibles, ce qui rend impératif que les récepteurs aient une puissance suffisante et une ligne de visée suffisamment claire pour les capter efficacement. Pour mettre cela en perspective, le professeur agrégé de génie électrique et informatique de Carnegie Mellon, Swarun Kumar, le compare à un téléphone portable essayant de recevoir des communications depuis des tours à des distances 10 à 100 fois plus éloignées que ce qui est actuellement en place.

Afin de créer des récepteurs portables compacts et bon marché, Kumar et ses collègues ont commencé à chercher des moyens d’amplifier ces signaux.

“Imaginez que vous preniez une antenne massive et que vous la réduisiez. Le signal que vous recevez devient beaucoup plus faible et plus bruyant, ce qui rend difficile la capture de quoi que ce soit d’utile”, explique Kumar. “Cependant, en utilisant de nombreux satellites, nous avons trouvé un moyen de renforcer ces signaux, en les assemblant pour améliorer les données que nous recevons.”

“Pensez à l’appareil photo de votre smartphone en mode faible luminosité ou nuit ; il prend beaucoup de photos, puis les assemble pour créer une image plus lumineuse et plus nette.”

En utilisant cette même idée, Kumar et ses collègues chercheurs ont développé un nouveau dispositif d’antenne portable, surnommé le “SelfieStick”, ainsi que des logiciels et des algorithmes principaux pour combiner un certain nombre de signaux de transmission très faibles en quelque chose de plus substantiel.

Pour démontrer les capacités de cette nouvelle méthode, le groupe capture des images satellites de la planète Terre. Alors que les données d’un satellite produisent un résultat bruyant et peu impressionnant, l’assemblage de dix photos ou plus crée une image comparable à celle d’une antenne météo volumineuse et coûteuse.

“Sous le capot, il y a beaucoup d’apprentissage automatique et de traitement du signal pour aligner correctement les images”, explique Kumar. “Les images ne s’annulent pas, mais s’améliorent en éliminant le bruit.”

Alors que Kumar admet que les récepteurs fixes encombrants sont toujours le moyen le plus rapide de recevoir des signaux et des images satellites cristallins, il dit que l’utilisation de plusieurs récepteurs plus petits peut fournir un résultat similaire. Ces récepteurs plus économiques permettent également aux opérateurs de les utiliser à divers endroits, offrant un type de service différent.

“Une chose qui nous a inspiré à poursuivre cette recherche est le manque d’accessibilité à l’infrastructure au sol. Il y a beaucoup de marchandisation et de réutilisation de l’infrastructure satellitaire, mais les antennes et les récepteurs sont fortement monopolisés par celui qui les possède et les gère.”

“Plus que toute autre chose, le coût des gros récepteurs est limité en trouvant quelqu’un pour installer ces configurations étendues. Nous envisageons la possibilité de placer et d’utiliser ces petits récepteurs n’importe où, plutôt que de trouver un seul emplacement pour construire une structure volumineuse et coûteuse.”

Bien que l’aspect de l’imagerie terrestre de la recherche de Kumar soit une sorte de preuve de concept, il pense que cette méthode pourrait conduire à une meilleure façon d’exploiter les signaux Internet et de télévision par satellite sans avoir de grands récepteurs paraboliques installés sur le toit des maisons. Il pense que la méthode pourrait également aboutir à une meilleure façon de transmettre les signaux cellulaires.

En mai 2022, Kumar et ses collègues ont présenté leurs travaux à la Conférence internationale sur le traitement de l’information dans les réseaux de capteurs, remportant le prix du meilleur article. C’est la troisième année consécutive que le groupe remporte ce prix, la quatrième fois au cours des cinq dernières années.


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Plus d’information:
Conférence : ipsn.acm.org/2022/

Article : swarunkumar.com/papers/selfiestick-ipsn2022.pdf

Fourni par Carnegie Mellon University Génie électrique et informatique

Citation: Des chercheurs découvrent un nouveau moyen rentable d’exploiter les signaux satellites (2022, 1er juillet) récupéré le 1er juillet 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-07-cost-effective-harness-satellite.html

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