Localisation de smartphones en intérieur

Point de départ.

L’utilisation non autorisée de téléphones mobiles dans les établissements pénitentiaires a régulièrement fait la une de l’actualité ces dernières années et représente un risque important pour la sécurité. À ce jour, aucune solution pleinement satisfaisante ne permet d’empêcher leur utilisation. Grâce aux technologies de communication actuelles, les personnes détenues peuvent entrer en contact avec l’extérieur sans être détectées. Ces communications peuvent notamment faciliter la préparation d’une évasion, la destruction de preuves ou la coordination d’autres activités criminelles. Les fouilles régulières des cellules et des personnes détenues mobilisent beaucoup de temps pour le personnel pénitentiaire et ne permettent pas de découvrir de manière fiable tous les téléphones dissimulés. Il existe des systèmes techniques capables de localiser les téléphones mobiles actifs, mais ceux-ci reposent souvent sur du matériel spécialisé coûteux. Les systèmes existants ont donc généralement été réalisés avec un nombre d’antennes aussi réduit que possible, ce qui limite leur utilisation, notamment dans les zones densément peuplées. Les signaux de téléphonie mobile ne pouvant pas être délimités avec précision à une zone de surveillance définie, le système détecte également les téléphones situés à proximité immédiate de l’établissement, par exemple ceux de personnes de passage, de riverains ou de personnes présentes dans les bâtiments voisins. Cette limitation technique et économique constitue le point de départ du développement actuel.

Le projet porte sur une plateforme de radio programmable développée à la BFH, destinée à réduire les coûts du système, à fournir des canaux de réception supplémentaires et à permettre la mise en œuvre de nouvelles méthodes de traitement du signal et d’intelligence artificielle.

Informations complémentaires

Buts

L’objectif du projet est de développer un système économiquement viable permettant de localiser automatiquement des téléphones mobiles dans des bâtiments sensibles en matière de sécurité. Le système repose sur une plateforme matérielle développée sur mesure et adaptée aux exigences spécifiques de la localisation de téléphones mobiles à l’intérieur des bâtiments. Il doit prendre en charge les standards de téléphonie mobile courants, tels que la 4G et la 5G, et pouvoir être facilement adapté aux futurs standards, comme la 6G. La localisation à l’intérieur du bâtiment repose sur une méthode d’empreinte radio: les caractéristiques des signaux reçus sont comparées à des données de référence propres au bâtiment afin de déterminer la position des téléphones mobiles actifs dans la zone surveillée. Le système doit également permettre de mieux distinguer les signaux provenant de téléphones situés à l’extérieur du bâtiment de ceux qui sont pertinents à l’intérieur de la zone surveillée. Il crée ainsi les conditions nécessaires à un déploiement fiable, y compris dans les zones densément peuplées.

Procédure

Le système de localisation est conçu comme un réseau de capteurs distribués. Plusieurs antennes installées de manière permanente sur la façade du bâtiment détectent en continu les signaux électromagnétiques émis par les téléphones mobiles actifs. Elles sont placées dans des zones inaccessibles afin d’être protégées contre le vandalisme et les manipulations. Le matériel de réception met à disposition un nombre nettement plus élevé de canaux parallèles que les solutions standard utilisées jusqu’à présent. Il est ainsi possible d’exploiter davantage d’antennes simultanément et d’analyser plus précisément les informations spatiales contenues dans les signaux. Ces canaux supplémentaires permettent d’utiliser des systèmes d’antennes actives ainsi que des méthodes modernes de traitement du signal, telles que la formation de faisceaux et l’estimation de la direction d’arrivée. Les signaux provenant de l’environnement du bâtiment peuvent ainsi être captés de manière ciblée et utilisés comme référence externe. Il devient alors plus facile de distinguer les signaux pertinents à l’intérieur du bâtiment surveillé de ceux provenant de téléphones situés à l’extérieur.

La localisation à l’intérieur du bâtiment est effectuée sur un serveur local au moyen d’une méthode d’empreinte radio. Les caractéristiques des signaux reçus sont comparées à des données de référence propres au bâtiment afin de déterminer la position des téléphones mobiles actifs.

Solution

Deux systèmes de localisation sont déjà installés dans l’établissement pénitentiaire de Thorberg, dans le canton de Berne. Ensemble, ils surveillent en continu deux complexes de bâtiments comprenant largement plus de 100 cellules. Le système existant peut détecter et localiser des téléphones mobiles actifs sur l’ensemble des standards de téléphonie mobile et des bandes de fréquences couramment utilisés. Dans 90 % des cas, l’écart par rapport à la position réelle du téléphone est inférieur ou égal à 2,5 mètres. Sur la base de cette solution déjà validée sur le terrain, le système fait actuellement l’objet de nouveaux développements technologiques.

Le prototype de la nouvelle plateforme de radio programmable utilise des technologies de pointe dans les domaines de la réception de signaux à large bande et du traitement de données à haut débit. Par rapport aux solutions standard utilisées jusqu’à présent, le nouveau matériel offre environ trois fois plus de canaux de réception parallèles, de meilleures performances et des coûts matériels plus faibles. Le système de localisation peut ainsi être déployé à plus grande échelle, tant sur le plan technologique qu’économique. La nouvelle plateforme réduit les coûts d’investissement et d’exploitation pour les clients potentiels, tout en élargissant les domaines d’application du système.