Le groupe Communications, Optimisation, Radio et Navigation (CORN) mène des activités d’enseignement et de recherche au sein du département Electronique et Physique (EPH) de Télécom SudParis.
CORN est divisé en plusieurs thématiques, comme suit :
Récupération d'énergie RF (Ghalid Abib)
Les objets connectés sont de plus en plus présents dans la vie quotidienne et permettent la transmission de données de diverses natures en utilisant différents standards sans-fil, tout en étant alimentés par des batteries ou des piles. Ce besoin en énergie nous pousse à proposer des solutions d’alimentation alternatives, conduisant à un Internet des Objets vert (Green IoT). Parmi les sources d’énergie de substitution disponibles, c’est l’énergie RadioFréquences (RF) mise en jeu dans les systèmes sans-fil qui nous intéresse (WiFi, 5G, …). L’objectif principal de ce travail est la conversion de cette énergie RF environnante en une énergie électrique DC (Direct Current) pouvant alimenter un objet connecté à faible consommation électrique. Vu les faibles niveaux de puissance RF reçus, la tension DC convertie est faible et des superviseurs de tension sont nécessaires. Actuellement, nous nous intéressons à de tels superviseurs fonctionnant à quelques centaines de mV.
Communications de proximité (Muriel Muller)
La digitalisation dans le domaine de la santé est un des enjeux importants dans les années à venir. Cette transformation numérique, s’appuiera entre autres sur l’IoT et l’IA.
Cela constitue une réelle opportunité pour développer des solutions permettant de faire des mesures non invasives et aider aux diagnostics (lors de polysomnographies) voire au pré-diagnostics (dispositifs autonomes chez le patient), grâce à des dispositifs médicaux innovants pouvant assister efficacement les professionnels de santé.
Nos recherches dans ce domaine portent, sur le développement de capteurs innovants basés sur la technologie Ultra Large Bande (ULB) pour la détection de l’apnée du sommeil. Ces architectures seront associées à des techniques de traitements de signal avancées, de data sciences et IA pour pouvoir identifier les phases respiratoires du patient.
De nombreuses applications nécessitant une localisation indoor en temps réel sont en développement. La faible pénétration des signaux GNSS en intérieur a compliqué la conception de systèmes de localisation ou de navigation précis en intérieur. En collaboration avec le département de Comelec (TP), nous travaillons sur une technique de localisation en intérieure Ultra Large Bande basée conjointement sur la mesure de la distance radiale (méthode Duplex) et de l’angle azimutal (méthode de corrélation de phase (PC)) [Awarkeh et al., 2020]. La suite permettra de déterminer entre autre l’angle d’élévation et d’obtenir une plateforme de démonstration. Nour Awarkeh: "Système de localisation 2D indoor par radar multistatique UWB", thèse soutenue le 30/10/2019
Antennes et propagation (Christine Letrou) et Surfaces intelligentes reconfigurables RIS - Communication et détection intégrées ISAC (Jose Manuel Rubio Hernan)
Les derniers travaux ont été principalement consacrés à la démonstration de l’intérêt de la méthode de lancer de faisceaux gaussiens à partir de frames de Gabor pour des calculs de surface équivalente Radar monostatique, sur des problèmes ’à l’échelle’ en termes de nombre de réflexions et de dimension électromagnétique du problème. Les scénarios tests choisis consistent en un environnement de blocs réflecteurs [Letrou et al., 2021b] et une cavité de grande taille [Letrou et al., 2022]. Les résultats sont comparés à des méthodes de référence dans le cadre de la collaboration avec le professeur A. Boag de l’Université de Tel-Aviv. Une autre piste de recherche a démarré récemment, en collaboration avec les professeurs L. Klinkenbusch et G. Manara des Universités de Kiel et de Pise, et consiste à étudier la possible hybridation de cette méthode de lancer de faisceaux gaussiens avec la résolution exacte de problèmes de diffraction par l’utilisation de sources complexes [Klinkenbusch et al., 2023].
Optimisation (Nam NGUYEN)
- Temps réel strict : Les algorithmes doivent fournir une solution en un temps très court, par exemple, inférieure à 10 ms.
- Faible empreinte mémoire : Les microcontrôleurs disposent souvent de quelques dizaines à centaines de Ko de RAM.
- Faible consommation énergétique : Crucial pour les systèmes embarqués alimentés par batterie.
- Portabilité et simplicité : Le code doit être facilement portable sur des architectures comme ARM Cortex-M ou RISC-V.
- Les robots autonomes : contrôle de trajectoire, évitement d’obstacles.
- Les véhicules intelligents : stabilité, freinage optimal.
- Les systèmes énergétiques embarqués : optimisation de consommation.
- Les drones : stabilisation et guidage.
Leurrage GNSS (Alexandre Vervisch-Picois & Jose Manuel Rubio Hernan)
Détection de leurrages, analyse des horloges
Nos travaux se sont beaucoup développés sur cette thématique et se poursuivent à travers un partenariat industriel avec Thales Six. Ces dernières années, nous avons travaillé sur les attaques de leurre GNSS et les moyens de les détecter. Le leurrage, néologisme issu du terme anglais ’spoofing’, consiste à envoyer sur l’antenne de réception un signal qui, au niveau du module de traitement du récepteur, se substitue à ceux des signaux issus des satellites. Les signes de présence d’un leurre GNSS se distinguent particulièrement sur le biais d’horloge (la désynchronisation entre l’horloge de la constellation GNSS et l’horloge du récepteur). Nous travaillons à partir de celui-ci car on peut détecter les attaques à partir des variations de ce biais [Truong et al., 2023]. Nous avons noué dans ce cadre un partenariat avec l’agence spatiale allemande (DLR) pour effectuer des tests de détection d’attaque de téléphone portable [Munoz Diaz et al., 2023].
Détermination de la position d’un leurre
Nous poursuivons les travaux sur la détection d’attaque de leurre, mais nous nous intéressons également à la façon dont on peut leur résister. Nous nous intéressons aux méthodes de positionnement collaboratif qui permettent de détecter les attaques, mais aussi de les contrecarrer. Parmi ces approches, nous avons développé une capacité à localiser les leurres GNSS, toujours en exploitant les données d’horloge ou de pseudodistances. Un brevet commun avec Thales a été déposé sur cette approche [Heurguier et al., 2022].
Positionnement (Alexandre Vervisch-Picois & Nel Samama)
Deux aspects fondamentaux sont traités ici : le positionnement GNSS de haute précision, et le positionnement dans des milieux non couverts par les GNSS.
Localisation outdoor RTK – PPP
Les méthodes de positionnement précis existent depuis une vingtaine d’années, mais la recherche dans ce domaine exige des améliorations en termes de capacité et d’allégement des infrastructures. En particulier à travers le développement d’un ensemble de techniques de calcul de position précis qu’on appelle le ’Precise Point Positioning’ (PPP) qui ne nécessite aucune liaison radio montante entre le récepteur et le réseau qui gère les données de correction. Un partenariat avec Exagone Teria, un des principaux acteurs industriels français du secteur, nous permet de développer des approches originales dans ce domaine [Delphine et al., 2022].
Localisation indoor
Nous mettons en valeur des approches utilisant les mesures de phase en mode qu’on appelle radar inversé. L’originalité de ces approches, qui séduisent souvent nos interlocuteurs extérieurs, est de faire ces mesures à partir des différences de phases traitées sur des signaux porteurs de code émis depuis deux antennes espacées d’une longueur d’onde. Cela permet de faire des mesures d’angle d’arrivée sans faire porter le poids de la diversité spatiale sur le module de réception, comme dans le cas classique [Rubio-Hernan et al., 2022b].
Une autre approche, plus pragmatique, est fondée sur l'incorporation dans les blocs d'évacuation incendie, répartis dans tous les bâtiments recevant du public (obligatoires et réglementés) d'électroniques spécifique à la remontée de données. Dans sa version actuelle, le système utilise des signaux Bluetooth. Un réseau de télécommunication est créé entre les blocs (qui ne sont jamais très éloignés les uns des autres) permettant de récupérer les mesures. Ainsi, en couplant la position des blocs avec la cartographie, toutes les mesures sont intrinsèquement géolocalisées dans une zone de taille réduite, autorisant également la réalisation d'un système de positionnement.
