Si vous utilisez régulièrement un cellulaire, vous avez certainement déjà « perdu » un appel ou établi une liaison avec une réception de mauvaise qualité. Vous ne le savez peut-être pas, mais le lien entre le signal de votre cellulaire et un domaine important des recherches sur les communications de pointe se nomme la « propagation radioélectrique ».

La recherche sur la propagation radioélectrique examine l'interaction entre les ondes radioélectriques et le moyen de transmission physique (voir l'encadré pour de plus amples renseignements). Il s'agit du concept scientifique derrière le fonctionnement des cellulaires et de bien d'autres technologies de communication sans fil. Depuis une vingtaine d'années, on constate une croissance extraordinaire de la demande de tels produits, services et réseaux sans fil ainsi que de la dépendance qu'ils engendrent. Selon l'Association canadienne des télécommunications sans fil (ACTS), le nombre d'abonnés du service téléphonique sans fil a atteint 19,5 millions en septembre 2007, ce qui représente un taux national de pénétration des technologies sans fil de plus de 60 pour cent.

La demande croissante des réseaux sans fil exige de la recherche sur l'efficacité de l'utilisation du spectre des radiofréquences par ces technologies. Le Centre de recherches sur les communications Canada (CRC) examine de nouvelles façons d'améliorer la fiabilité des systèmes et des techniques visant à contrer les effets négatifs de la propagation.

Le CRC est reconnu depuis longtemps comme un chef de file de la recherche sur la propagation radioélectrique En cette année où le CRC se joint à Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC) afin de célébrer le soixantième anniversaire des sciences militaires au pays, on note que l'étude de la propagation radioélectrique par le CRC remonte aux premiers efforts de recherche et de développement (R-D).

Coup d'œil historique

La recherche sur la propagation a débuté modestement au Canada avec les travaux du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) dans les années 1930. En temps de guerre, les exigences relatives aux communications ont exigé le développement et l'accélération importants de ces travaux. Un sondeur ionosphérique a été installé à Chelsea, au Québec, en 1941 et il a été mis en service par la Marine royale du Canada dans le but d'étudier les conditions ayant une incidence sur la transmission des ondes radioélectriques.

À la fin de la guerre, en 1945, tous ont reconnu l'importance de la recherche sur la propagation pour les communications en temps de paix, mais ses liens étroits avec les besoins opérationnels rendaient improbable un avenir à long terme au sein du CNRC. En 1947, un petit groupe, appelé le « Laboratoire de propagation radio » (LPR), a poursuivi les travaux et il a été installé dans un immeuble de l'autoroute Prescott, tout juste à l'extérieur d'Ottawa. Il a ensuite été intégré dans le tout nouveau Conseil de recherches pour la défense (CRD).

Le CRC s'est développé plus tard à partir du Centre de recherches sur les télécommunications de la défense (CRTD), qui a existé de 1951 à 1969 et qui faisait partie du CRD. En 1969, le gouvernement fédéral a créé le ministère des Communications. Le CRTD a alors été transféré à la division des recherches du nouveau ministère et il a été renommé le Centre de recherches sur les communications Canada.

Quelles sont les activités actuelles du CRC?

Au cours de ses 40 ans d'expérience, le CRC a participé au développement d'un certain nombre d'applications pour la conception de systèmes de communication et la gestion du spectre et on le reconnaît maintenant comme un chef de file du domaine de la recherche sur la propagation radioélectrique. Le programme de R-D du CRC a permis de mettre au point de nombreuses applications commerciales fructueuses, comme la conception de systèmes de téléphonie cellulaire et de réseaux de radiodiffusion. Grâce à son programme de transfert de technologie, le CRC a octroyé des licences pour différents éléments de propriété intellectuelle à des entreprises importantes, comme CTS International (France), LS Telcom (Allemagne), Fox Broadcasting et bien d'autres petites et moyennes entreprises canadiennes. Les autres utilisateurs importants sont notamment Industrie Canada (pour la gestion du spectre et l'octroi de licences), le ministère de la Défense nationale (MDN) et le bureau fédéral des télécommunications de la Suisse.

CRC-PREDICT est l'une des applications les plus renommées du CRC. Il s'agit d'un logiciel unique qui sert à estimer la puissance de signaux radioélectriques sur des trajets terrestres dans les fréquences VHF et UHF (30 MHz à 3 GHz). CRC-PREDICT tient compte de l'effet du terrain et des obstacles (feuillage, immeubles, etc.) sur les trajets de transmission et il est considéré comme l'un des modèles de prédiction les plus précis pour de telles applications. Il a été octroyé par licence au Canada et à l'étranger pour un certain nombre d'applications, dont la planification des services mobiles terrestres, la radiodiffusion et les licences de radiodiffusion, les relais de point en point et les études sur l'interférence.

CRC-PREDICT est un excellent outil pour les fournisseurs de services qui mettent en œuvre une application à grande échelle, comme une entreprise de téléphonie cellulaire qui doit déterminer les meilleurs endroits où construire leurs stations de base. La Direction de la recherche sur les technologies de radiodiffusion du CRC a intégré l'algorithme dans plusieurs suites logicielles conçues principalement pour des applications de radiodiffusion. L'évaluation de l'interférence par une entreprise montréalaise est un autre exemple récent d'une application de CRC-PREDICT. En utilisant CRC-PREDICT comme moteur de ses modèles internes, cette entreprise a préparé des estimations détaillées de l'effet de l'interférence produit par des parcs éoliens sur des services de télédiffusion, une situation préoccupante pour Radio-Canada et d'autres fournisseurs de services.

Le CRC a aussi fait beaucoup de recherches sur la propagation Terre-espace (satellite), dont certaines remontent aux premiers travaux sur l'évanouissement dans les trajets à des angles d'élévation très faibles (l'une des premières questions à préoccuper le MDN pour les communications arctiques avec des satellites géostationnaires). Un projet récent prévoyait l'évaluation des obstacles importants de la propagation dans les climats tropicaux, qui sont dus aux tempêtes violentes et aux fortes pluies. Cette étude a été réalisée en collaboration avec des partenaires de recherche de France, de l'Italie et du Brésil et elle a été financée par l'Agence spatiale européenne. Chose surprenante, le CRC a fait diverses études sur la propagation tropicale pour plusieurs clients, dont le MDN, Industrie Canada, et l'Agence canadienne de développement international. Il a d'ailleurs acquis une bonne renommée à cet égard. Tout comme les services terrestres, beaucoup d'applications par satellite exigent de la mobilité. Les photographies en œil de poisson (voir l'illustration) servent à quantifier la disponibilité probable d'un trajet vers un satellite pour les utilisateurs d'un système mobile dans différents environnements (urbains, ruraux, etc.).

Le CRC joue aussi le rôle que lui a confié le gouvernement en diffusant des renseignements essentiels à la gestion du spectre. Certains résultats de R-D ont influé sur les mesures de la politique sur le spectre et ils ont été adoptés par des organisations de normalisations internationales, comme l'Union internationale des télécommunications.

À mesure que les produits, les services et les réseaux sans fil s'intègrent dans la structure sociale et économique du Canada et d'autres pays, il devient évident que les travaux de R-D s'accentueront avec le temps pour développer davantage ces technologies. La riche histoire du CRC dans le domaine de la recherche sur la propagation radioélectrique a permis à l'organisme de se positionner avantageusement pour continuer de collaborer avec l'industrie canadienne, le gouvernement et ses partenaires de recherche du monde entier.