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208 - Applications des technologies de l’information, de radiofréquences et de communications

Au cours des dernières décennies, les technologies de l’information et des communications ainsi que les technologies de radiofréquences ont progressé de manière significative. Elles ont eu une incidence importante sur notre vie de tous les jours, depuis la création d’Internet jusqu’aux technologies cellulaires.

Ces technologies ont atteint un point de maturité tel que leur présence est devenue quasiment invisible pour les utilisateurs. Malgré cela, de nombreux défis technologiques sont encore présents, et des verrous technologiques doivent être levés de manière à pouvoir répondre aux attentes des consommateurs et des industries pour la réalisation de l’Internet des objets, de la prochaine génération de communications sans fil ou encore de la mise en place des centres de données éco-efficients de l’avenir.

Le but de ce colloque est de passer en revue les dernières avancées dans ces domaines, du point de vue tant de la recherche académique que des progrès dans l’industrie.

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Colloque
Section 200 - Sciences naturelles, mathématiques et génie
Responsables
Fabrice Labeau
Université McGill
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Avant-midi
09 h 00 à 12 h 10
Communications orales
5G, communications mobiles et antennes
Présidence/Animation : Fabrice Labeau (Université McGill)
Batiment : (L) LEACOCK
Local : (L) 14
09 h 00
La recherche collaborative en technologies de l’information, des radiofréquences et des communications au Québec
Fabrice Labeau (Université McGill), Jean-Jacques Laurin (Ecole Polytechnique)

Les technologies de l’information, des radiofréquences et des communications sont devenues des incontournables de la société moderne. L’évolution de ces technologies depuis les 20 dernières années en ont élargi de manière significative les domaines et la présence des applications : ces technologies sont désormais présentes dans la vie de tous les jours de la plupart des québécois, de manière souvent invisible.  Cette présentation fera le bilan de 15 années de recherche collaborative université-industrie dans ces domaines au Québec, et servira d’introduction au reste du colloque.

Résumé
09 h 20
La 5G et son potentiel transformateur dans une société en réseaux
Pierre Boucher (Ericsson)

Avec l’utilisation de nouvelles technologies telles que MIMO, les nouvelles radios, l’internet des objets, le partage de fréquences, l’utilisation de réseaux en tranches, l’infonuagique et l’intelligence artificielle, le 5G offre la possibilité d’améliorer de façon significative autant l’« internet industriel » que l’internet de la vie de tous les jours.  Des exemples concrets d’applications qui utilisent ces technologies dans des secteurs comme l’industrie 4.0, le transport, la sécurité publique et autres sont déjà l’essai un peu partout dans le monde, y inclus ici au Québec.

Résumé
09 h 55
Utilisation d’antennes multiples pour augmenter la portée des communications entre des îles en eaux chaudes
Francois Gagnon (ÉTS - École de technologie supérieure), Denis Couillard (Ultra Electronics TCS), Ghassan Dahman (École de Technologie Supérieure), Gwenael Poitau (Ultra Electronics TCS)

Les communications radio au-delà de l’horizon constituent un sujet de recherche continuellement actif depuis le début des communications radio. Au confluent des nouveautés en propagation au-dessus de l’eau et des stratégies de communication utilisant des antennes multiples, nos nouveaux résultats permettent une augmentation significative de la portée des communications maritimes. Les communications maritimes sont essentiellement caractérisées par la présence d’un conduit aérien d’une hauteur de 2 à 30 mètres créé par l’évaporation de l’eau et donc un gradient d’indice de réfraction. Nous proposons une méthodologie d’évaluation qui consiste à calculer l’atténuation de la puissance dû à la propagation, et ce, pour toutes les hauteurs de conduit possible. En utilisant le tracé de rayon, il est alors possible de prévoir de façon réaliste la portée d’une liaison. Nous présenterons le cas de deux iles à 70 km de distance et comment une configuration judicieuse d’antennes, permet d’exploiter tous les chemins privilégiés de propagation.

Résumé
10 h 30
Pause
11 h 00
Antennes reconfigurables pour les systèmes de communication sans fil de la cinquième génération
Tayeb A. Denidni (INRS - Institut national de la recherche scientifique)

De nos jours, les antennes reconfigurables utilisant les surfaces sélectives en fréquence FSS (Frequency Selective Surface) reçoivent beaucoup d'intérêt de nombreux groupes de recherche à travers le monde. En effet, ce type d'antennes peut être utilisé comme une solution efficace et robuste pour améliorer les performances des systèmes à venir de communication cellulaire de cinquième génération (5G networks). Grâce aux structures FSS accordables, ces antennes peuvent contrôler dynamiquement leur diagramme de rayonnement en termes de direction et de largeur du faisceau rayonnant. De par leur fonctionnalité, elles pourront être utilisées pour améliorer les performances de futurs systèmes de communication sans fil 5G. A titre d’exemple, les antennes reconfigurables pourraient permettre d'économiser de l'énergie et diminuer les effets des évanouissements causés par le phénomène des trajets multiples. Elles offrent une bonne qualité de transmission dans un environnement hostile en dirigeant le faisceau rayonnant vers l'utilisateur désiré. Dans cette présentation, nous traitons des antennes reconfigurables avec structures FSS et offrons un aperçu des structures FSS. Ensuite, plusieurs applications pour la conception d'antennes sont présentées. Afin de démontrer la configurabilité du diagramme de rayonnement de ces antennes, divers résultats simulés et expérimentaux sont analysés à la suite desquels nous proposons quelques remarques finales.

Résumé
11 h 35
Ingénierie des surfaces électromagnétiques appliquées aux antennes à réflecteur
Jean-Jacques Laurin (Polytechnique Montréal)

Traditionnellement, les antennes utilisées dans les charges utiles de satellites de télécommunications reposent sur la technologie des antennes à réflecteur parabolique. La demande constante pour des capacités de transfert de données accrues nécessite des innovations au niveau des antennes, tout en n’augmentant pas la taille et le poids de la charge utile de manière significative. Une solution possible serait d’utiliser une configuration multifaisceaux permettant d’utiliser plusieurs bandes de fréquence et des polarisations orthogonales. Il est également requis de pouvoir reconfigurer la charge utile en orbite de façon à adapter la couverture du satellite à l’évolution de la demande. Pour la réalisation de ces nouvelles fonctions, des surfaces électromagnétiques capables de manipuler spatialement la polarisation et la phase des ondes venant des réflecteurs sont l’objet de recherches importantes. Cette présentation couvrira des exemples de surfaces pouvant être utilisées comme convertisseurs de polarisation et des surfaces sélectives en polarisation circulaire. La conception des surfaces agissant comme réseaux réflecteurs et réseaux transmetteurs pour réaliser du modelage de faisceau sera introduite. Des exemples de réalisation, permettant entre autres des réflecteurs à double polarisation circulaire et des reconfigurations de couverture terrestre, seront également présentés.

Résumé
Dîner
12 h 10 à 13 h 30
Dîner
Dîner
Après-midi
13 h 30 à 16 h 55
Communications orales
5G, Internet des objets, logiciels de communications et ÉcoloTIC
Présidence/Animation : Fabrice Labeau (Université McGill)
Batiment : (L) LEACOCK
Local : (L) 14
13 h 30
Un aperçu de la 5G, la prochaine génération des réseaux de communication sans fil
Christopher Cave (InterDigital Canada Ltee)

L'industrie des communications sans-fil a récemment entamé le processus de définition de la prochaine génération de réseaux de communications mobiles, ou « 5G », qui devrait avoir un effet de transformation pour de nombreux marchés verticaux.   Contrairement aux réseaux sans-fil de générations précédentes qui étaient conçus uniquement pour livrer des services de la voix et/ou internet à haut débit pour téléphones mobiles, 5G devrait fournir une connectivité à un plus grand nombre d’appareils et d’objets communicant pour un ensemble plus large de cas d'utilisation.

Les efforts visant à standardiser 5G sont déjà en cours au sein des principaux organismes et instances de normalisation de l'industrie, tels que ITU-R et 3GPP, où un échéancier et un programme de mise en place du 5G ont déjà été établis.

Joignez-vous à cette session pour apprendre d’avantage sur :

1. Les principaux cas d'utilisation et services pour 5G, ainsi que leurs requis en conception de réseau et dépenses en capital

2. Chronologie de la standardisation et commercialisation des réseaux mobiles 5G

3. Bandes de fréquences potentielles pour 5G

5. À quoi ressembleront-t-il les réseaux 5G: Nouvelles technologies de la radio et du réseau de base pour 5G, Chemin évolutif pour les réseaux de 4G à 5G

6. Mise en vedette des principaux cas d'utilisation pour 5G: Connexion de données a très haut débit, Connectivité pour l’internet des objets et Véhicules intelligents

Résumé
14 h 05
Les ÉcoloTIC à l’échelle internationale : l’initiative de l’IEEE
Charles Despins (ÉTS - École de technologie supérieure)

L'initiative en technologies de l’information et des communications (TIC) vertes ou « ÉcoloTIC » de l’ « Institute of Electrical and Electronics Engineers » (IEEE), lancée en janvier 2015, a pour mission d'élaborer une approche holistique du développement durable en intégrant des indicateurs « verts » dans divers domaines techniques d'IEEE. Son objectif est d'identifier les principaux défis technologiques, commerciaux et de politiques publiques à relever pour parvenir à un développement durable dans un monde de plus en plus connecté. L'initiative ÉcoloTIC, qui cible le cycle de vie des produits, l'empreinte de gaz à effet de serre (GES) et l'efficacité énergétique, réunit la communauté scientifique, les professionnels des TIC, les fournisseurs d'équipements, de technologies et d'applications verticales, la communauté de la normalisation des TIC ainsi que des responsables de politiques publiques.

En effet, les TIC constituent un important agent de rupture dans tous les volets d’activité économique, elles engendrent de profondes transformations sociétales. Les TIC sont également un outil majeur dans la lutte aux changements climatiques, et offrent le potentiel d'éliminer plus de 20 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES) d’ici 2030. En conciliant avantages socio-­‐économiques et impacts environnementaux positifs, les TIC constituent l’un des principaux vecteurs du développement durable au XXIe siècle.

Résumé
14 h 40
Pause
15 h 10
L’Internet des objets : du fond de la mine aux grands espaces
Paul Fortier (Université Laval)

L’Internet des objets a été proposé comme l’un des principaux cas d’utilisation des réseaux mobiles de la 5e génération. Les services intelligents deviendront omniprésents dans les zones urbaines, et l’utilisation est également en croissance dans les zones suburbaines et rurales. La surveillance de l’environnement et le contrôle de la circulation des véhicules représentent des exemples éloquents de services dans une ville ou un village intelligent. L’agrégation de tous ces services conduit à une très forte densité de dispositifs. Ces dispositifs devraient être combinés dans un cadre commun de communication et d’interfonctionnement. Cependant, dans certaines applications, ces dispositifs sont déployés dans des régions éloignées où aucune infrastructure n’est facilement disponible. Nous allons présenter deux applications types de l’Internet des objets, soit le déploiement en milieu minier souterrain d’un réseau de capteurs sans fils utilisés pour la surveillance et la communication. Le but est de minimiser l’énergie consommée afin de prolonger le fonctionnement du réseau lorsqu’il est alimenté par piles. Une solution utilisant l’optimisation convexe menant à une minimisation de la puissance dans un réseau coopératif sera abordée. L’autre exemple est un réseau sans fil en milieu rural ou suburbain. Cette fois-ci, nous cherchons à minimiser l’énergie par bits transmis à travers différents scénarios de configurations.

Résumé
15 h 45
Gestion de logiciels à base de modèles
Ferhat Khendek (Université Concordia)

L’ingénierie du logiciel à base de modèles est un paradigme établi dans le la communauté du génie logiciel.  Cependant très peu a été réalisé dans le domaine de la gestion de logiciels tel que la configuration, mise à jour, etc. Lors de cette présentation nous discuterons de ce sujet et de ses challenges surtout dans le contexte de la haute disponibilité et du cloud. Nous verrons comment le paradigme à base de modèles peut aider

Résumé
16 h 20
Intégration multifonction, multiéchelle et multicouche pour les futurs systèmes et applications sans fil
Tarek Djerafi (Institut national de la recherche scientifique (INRS))

La recherche et le développement récents d'architectures, de technologies et de systèmes d'émetteurs-récepteurs sur la gamme de fréquences du MHz au THz ont généré une dynamique importante pour les futures applications sans fil. Ce bond en avant est propulsé par la fusion organique de fonctions multiples et l'intégration évolutive de technologies multiples. Cette présentation commencera par un aperçu des fonctionnalités sans fil fondamentales. Les progrès émergents dans les technologies sans fil multifonction et multibande seront examinés. La feuille de route technologique sera mise en évidence en ce qui concerne l'activation et la construction d'éléments technologiques allant des matériaux composites actuels et émergents à l'évolution et au dépassement des technologies CMOS et du développement de circuits intégrés au substrat aux futures techniques électromagnétiques.  Une brève visite de l'état de l'art sera effectuée du point de vue des dispositifs sans fil, des antennes, des circuits, des systèmes et des applications. Les questions en suspens et les orientations futures des technologies sans fil, y compris 5G et au-delà, seront discutées.

Résumé