STAGE - Comparaison performances 5G et DVBS2 dans un contexte constellations H/F

Le Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) est un Établissement Public à caractère Industriel et Commercial (EPIC) chargé d'élaborer et de proposer au gouvernement français le programme spatial français, puis de le mettre en œuvre. Le CNES a notamment un rôle de soutien à la compétitivité des industriels français (systémiers, équipementiers) du domaine des Télécommunications par satellite.

Les nouvelles générations de satellites de connectivité (IRIS², Univity, Udeserve-5G) prévoient de s’appuyer sur le standard 3GPP 5G notamment le volet satellite. En effet, ce standard de télécommunications issu du monde mobile terrestre a été adapté à partir de la Release 17 pour intégrer un volet satellitaire appelé 5G-NTN (Non Terrestrial Networks) pour des cas d’usage divers : broadband (accès internet haut débit), D2D (Direct To Device : accès direct à des smartphones), NB-IoT (Internet des Objets …)

Historiquement, les systèmes de télécommunication par satellite reposaient sur l’utilisation du standard DVB-S (Digital Video Broadcasting). Ce standard, à l’origine conçu pour la diffusion TV par satellite, a connu plusieurs évolutions (S2, S2X) pour lui permettre de s’adapter aux besoins de connectivité internet.

L’adoption du standard 5G-NTN apporte plusieurs avantages technico-économiques, notamment en raison de la maturité des solutions 5G en terrestre, de la convergence potentielle entre le marché mobile terrestre et satellites (fournisseurs, opérateurs …) et de la gestion efficace de l’accès multiple en 5G. Néanmoins, le standard 5G adapté à l’origine à des communications terrestres, repose sur des techniques de porteuses orthogonales dites OFDM qui s’avèrent plus contraignantes dans un contexte satellitaire notamment en raison du Doppler et du bruit de phase mais aussi en raison de l’overhead de signalisation propre à la 5G faisant perdre en efficacité spectrale.

Afin de modéliser les performances couche physique de ces deux formes d’onde, le CNES dispose de deux simulateurs sur MATLAB, l’un en 5G-NTN et l’autre en DVB-S2X. Le simulateur DVB-S2X a été commencé lors d’un stage l’année précédente. Le but est de prendre en main ces simulateurs et de les exploiter pour réaliser une comparaison de performances entre 5G et DVBS2 dans un contexte réaliste de constellations LEO.

Thématique : 5G-NTN, DVBS2, couche physique

Au sein de la DOA, dans le cadre de la préparation du futur, le besoin d’outils d’ingénierie pour le dimensionnement des futures constellations télécoms a été identifié.

Intégré(e) au sein du service Architecture Système de Télécommunications, vous commencerez dans un premier temps par vous familiariser avec la couche physique 5G-NTN et DVB-S2.

Vous serez ensuite amené(e) à prendre en main deux simulateurs de liens satellite bord/sol 5G-NTN et DVB-S2 et notamment à intégrer les imperfections du lien satellitaire (spécifiées au démarrage du stage) dans le simulateur DVB-S2. Une attention particulière devra être portée sur la compréhension de l’impact des différentes imperfections sur les formes d’onde 5G et DVB-S2.

Ensuite, vous mènerez des analyses quantitatives et qualitatives sur les écarts de performances observés entre les deux formes d’onde pour des cas applicatifs broadband.

Une fois la partie modélisation et analyse terminées, l’idée est de passer sur banc de test au laboratoire. Nous disposons d’équipements pour la génération et la réception de signaux 5G ainsi que d’un émulateur de canal de propagation, permettant ainsi de retrouver les résultats précédemment obtenus sur MATLAB.

Le stage pourrait débuter en Mars 2027.

Etudiant·e en dernière année Ecole/Université ou Master Ingénieur, spécialisé·e dans les télécommunications

Compétences en transmissions télécoms nécessaires

Compétences en MATLAB nécessaires****

*En tant qu'EPIC, le CNES applique un principe de neutralité (notamment politique et religieux) à l'ensemble de ses collaborateurs