Conception d'un système d'annulation d'interférence pour fin de cohabitation entre deux systèmes satellitaires Iridium et Inmarsat

Inmarsat et Iridium sont deux systèmes de communication par satellite utilisés dans les avions. Étant donné que les fréquences de fonctionnement de ces deux systèmes sont proches et que la puissance d'émission du signal Inmarsat est forte et dans une bande proche de la bande de réception d'Iridium, le premier interfère la réception du second. L'objectif de cette recherche est de développer une solution RF pour atténuer ces interférences en n'apportant que des modifications mineures sur les équipements d'antennes existants. La solution proposée est un circuit d'annulation RF qui réduit adaptativement les interférences. Au début du projet, nous pensions que l'intermodulation des signaux de transmission Inmarsat, qui tombe dans la bande de réception du signal Iridium était la principale cause du problème d'interférence. Toutefois, il a plus tard été réalisé que le signal Inmarsat lui-même était la principale source d'interférences. En conséquence, certaines modifications ont été apportées à la première solution envisagée afin d'atténuer le signal Inmarsat reçu par l'antenne de réception Iridium. Le circuit d'annulation est composé de deux parties: la partie d'annulation et la partie de contrôle. La première partie génère un signal d'annulation à partir du signal d'interférence Inmarsat en utilisant un modulateur vectoriel, puis combine ce signal à la réception du signal Iridium afin d'atténuer les interférences. La deuxième partie capture un signal à la réception Iridium pour former une boucle de rétroaction et puis un algorithme d'optimisation est utilisé pour contrôler adaptativement le modulateur vectoriel de la première partie. L'algorithme de descente de gradient et l'algorithme de recherche de patrons (‘pattern search algorithm' en anglais) sont utilisés dans ce projet. Selon les résultats expérimentaux obtenus par un circuit d'essai en laboratoire, il a été possible de réduire le niveau d'interférence d'environ 37 dB.

Abstract

Inmarsat and Iridium are two satellite communication systems used on aircraft. Since the operation frequencies of these two systems are very close to each other and the transmit power of Inmarsat signal is strong and in a band that is close to the receive band of Iridium, the former interferes with the reception of the latter. The objective of this research is to develop an RF solution to mitigate these interferences while making only minor modification on existing antenna equipment. The proposed solution is an RF cancellation circuit which reduces the interference adaptively. In the beginning, we thought that the intermodulation of Inmarsat transmission signals, which falls into the reception band of the Iridium signal, was the main cause of the interference problem. However, it was later realized that the Inmarsat signal itself is the dominant source of interferences. In consequence, some modifications were done in the proposed circuit in order to mitigate the Inmarsat signal received by Iridium reception antenna. The cancellation circuit is composed of two parts: the cancellation part and the control part. The first part generates a radiofrequency cancellation signal based on the interference signal Inmarsat by using a vector modulator and then combine this signal at the reception of Iridium signal to mitigate the interferences. The second part capture a signal from the Iridium reception to form a feedback loop and an optimisation algorithm is used to control adaptively the vector modulator of the first part. The gradient-descent algorithm and the pattern search algorithm are used in this project. According to the experimental results obtained with a test circuit in the laboratory, it was possible to reduce the interference level by about 37 dB.