Next Generation SDR Avionics for Communication, Navigation and Surveillance

Next Generation SDR Avionics for Communication, Navigation and Surveillance
1) Multi-Avionic Single Board Computer, 2) Flight Test Avionics Performance Analysis, 3) Communication, Navigation and Surveillance Data Fusion

Version en français

Le projet « nouvelle génération de radio logicielle avionique » pour la Communication, la Navigation et la Surveillance (CNS) appelé « NextGen SDAR » consiste à développer et à intégrer des modules radio logicielles avioniques (SDAM) dans une seule unité matérielle via une architecture robuste et optimisée. Ce projet fera usage de toutes les expériences et les connaissances acquises au cours des projets précédents du CRSNG AVIO-505 et AVIO-404, ainsi que leurs réalisations les plus significatives en proposant une architecture optimisée pour l’interopérabilité entre les différents SDAM. En plus, la collaboration stratégique avec des fabricants aéronautiques (Thales, ACSS, SII Canada et Bombardier) contribuera à optimiser l’architecture SDA pour qu’elle soit certifiable et prête pour le marché actuel de l’aviation en compatibilité avec la nouvelle architecture d’avionique appelée IMA (Integrated Modular Avionics). Toute la mise en œuvre sera effectuée conformément aux procédures de validation des fabricants tout en considérant les recommandations des experts d’ingénierie des systèmes. Cette architecture couvrira des fonctions avioniques modernisées telles que : le VHF Omnidirectional Range (VOR), Instrument Landing System (ILS), Tactical Air Navigation (TACAN), Distance Measuring Equipment (DME), Automatic Dependent Surveillance – Broadcast (ADS-B) In/Out, Transponder Mode-S (TMS), Wide-Band Radio (WBR) et radio altimètre, à usage civil et militaire. Le défi principal est de concevoir une « NextGEN SDAR » qui peut simultanément gérer de multiples fonctions avioniques critiques, mais aussi des fonctions avancées telles que : l’intégrité des signaux, les algorithmes d’authentification, la compensation des dégradations et la tolérance aux défauts tout en maintenant les exigences «Size, Weight, Power and Cost» (SWaP-C) au minimum. Comme retombées de ce projet, la mise en œuvre d’une solution fortement intégrée pour les systèmes avioniques CNS réduira systématiquement la longueur des câbles et le nombre de composants sur des aéronefs modernes. Enfin, cette solution sera adaptée aux potentielles évolutions des normes aéronautiques et sera aussi applicable aux aéronefs sans-pilote (UAVs).

English will follow

The Next Generation Software Defined Avionics Radio (SDAR) for Communication, Navigation and Surveillance (CNS) project (NextGen SDAR) is to design, develop and integrate Software Defined Avionic modules (SDAM) into a single hardware unit through a robust and optimized architecture. To do that, this project will be based on the major achievements of the previous NSERC AVIO-505 and AVIO-404 projects. In this new project, our collaboration with major avionic manufacturers (Thales, ACSS, SII Canada and Bombardier) aims to elevate and improve SDAR design and integration with readiness for a certifiable solution to the aviation market, while being compatible with modern avionic architectures such as IMA (Integrated Modular Avionics). This new design will cover modernized avionics functions such as VHF Omnidirectional Range (VOR), Instrument Landing System (ILS), Tactical Air Navigation (TACAN), Distance Measuring Equipment (DME), Automatic Dependent Surveillance – Broadcast (ADS-B) In/Out, Transponder Mode-S (TMS), Wide-Band Radio (WBR) and Radio Altimeters, as a critical system for both civilian and military. Fully integrated multimode SDAR with multi-standard RF front-end and novel multiband antenna designs will be completed in a unique integrated avionics network architecture. A large variety of tests including flight tests will be planned and scheduled all over the project for the validation. The challenge is to design the future SDAR architecture that can not only efficiently handle multiple critical functions, but also some advanced features such as signal Integrity Monitoring, authentication algorithms, degradation mitigation and fault tolerant capabilities while keeping minimum Size, Weight, Power and Cost (SWaP-C) requirements. The main outcome of the project is an innovative highly integrated solution for on-board CNS avionics systems that will eventually reduce significantly cables length and the number of components in modern aircrafts. Additionally, it could be easily adapted to cope with potential aeronautical standards changes or to be fitted to Unmanned Aerial Vehicles (UAVs).