FORMATION : Développer un produit LoRaWAN : Bases techniques et mise en oeuvre
Pour connaitre les prochaines sessions de formations en Communication sans fil, cliquez ici
Destinée en particulier à des concepteurs, testeurs ou donneurs d’ordres de produits électroniques communicants.
Les transmissions sans fil existent depuis 1890, mais n’ont jamais été plus d’actualité : objets connectés, smartphones, domotique, réseaux M2M, etc. Malgré cela, la “radio” fait partie des sujets souvent mal compris... et occasionne fréquemment des déconvenues : Antennes mal conçues ou mal utilisées, mauvaise connaissance de la réglementation ou des phénomènes de propagation, mauvais choix technologiques, etc.
Cette formation, très orientée applications et évitant un formalisme trop théorique, a pour objectif de vulgariser les transmissions sans fil. Destinée aux concepteurs de produits sans fil, et d’objets connectés en particulier, elle permettra aux participants d’acquérir une bonne compréhension des problématiques et des solutions, tant sur le plan des normes et standards que des précautions à prendre au niveau des phases de conception et de mise au point. De nombreux travaux pratiques, réalisés avec ALCIOM, permettront de mieux appréhender ces notions.
Programme :
Journée 1 : mardi 20 juin
9h-9h15 : Accueil
9h15-9h45 : Introduction
9h45-10h15 : Rappels sur la propagation radio-fréquence
dB, bilan de liaison, formule de Friis, influence de la fréquence, pertes pénétration, pertes par trajets multiples, pertes de polarisation
10h15-10h45 : RF et réglementation
Bandes « libres » et réglementation européenne, Marquage CE (directives vs normes), gestion des risques sanitaires liés aux liaisons RF, grandes lignes des normes RTTE classiques, exemple de l’EN300220
10h45-11h : Pause
11h-11h30 : TP : Mise en oeuvre d’un analyseur de spectre
Analyse du spectre ambiant, principaux réglages, modes fréquentiels et temporels, expérimentation d’une propagation RF en indoor
11h30-12h00 : Paramètres RF et sensibilité d’un récepteur
Facteur de bruit, analyse en cascade, notion d’Eb/N0, sensibilité, influence du débit, réjection et blocking
12h00-12h30 : Modulations
Principe d’une modulation, modulations simples (FSK/ASK/PSK), notion d’orthogonalité, démodulateurs incohérents/cohérents, largeur de modulation, notion de filtrage bande de base (Nyquist, gaussien, raised cosine)
12h30-14h : Déjeuner
14h-14h30 : Techniques d’amélioration du bilan de liaison
Diversité d’espace, diversité de polarisation, diversité de fréquence, bande étroite, étalement de spectre, notions d’OFDM,
notion de codes correcteurs d’erreurs, notion de soft-decoding
14h30-15h15 : Les antennes embarquées
Généralités sur les antennes, caractéristiques, types d’antennes classiques, antennes imprimées et céramiques, notions d’antennes compactes et d’antennes multibandes, problématique champ proche/champ lointain, outils de conception et de simulation.
15h15-15h25 : Pause
15h25-16h00 : Quelques notions sur l’adaptation d’impédance
Exemple en DC et en AC, réseau d’adaptation, notion de ligne de transmission & ondes stationnaires, notion de paramètres S,
l’outil indispensable : l’analyseur de réseaux vectoriel (VNA)
16h00-16h30 : Méthodologie d’optimisation et de mesure des antennes
L’adaptation d’impédance en pratique, influence de l’environnement, packaging, liaisons externes, mesure de performance
16h30-17h00 : TP :Visualisation du comportement d’une antenne sur VNA
17h00-17h30 : Questions/Réponses
Journée 2 : mercredi 21 juin
9h-9h15 : Accueil
9h15-10h00 : Les solutions radio longue distance/basse consommation (LPWA)
Positionnement général, panorama des solutions du marché, rappel sur le bilan de liaison et la sensibilité d’un récepteur, problématique uplink/downlink, rappel sur les protocoles de communication
10h-10h30 : Lora & LoraWan : Une introduction
Historique, caractéristiques principales, brevets essentiels, réseaux privés vs opérateurs, les acteurs (fabricants, opérateurs, équipementiers,...), l’Alliance LoRa, processus de certification
10h30-10h40 : Pause
10h40-11h40 : LoRaWan en détail
Architecture système, canaux fréquentiels, ce que l’on sait de la modulation physique, facteur d’étalement vs bitrate vs sensibilité, protocole MAC/LLC et taille maximale des trames, contraintes EU/USA, étapes d’une communication
monodirectionnelle, bidirectionnelle, classes d’équipements, mécanisme de débit adaptatif
11h40-12h15 : LoRaWan et la sécurité
Bases de cryptographie, chiffrement & authentification, les solutions retenues par LoRaWAN, gestion de l’appariement
12h15-12h30 : Questions/Réponses
12h30-14h00 : Déjeuner
14h00-14h40 : Les solutions technologiques pour les devices LoRa
Transceivers intégrés : panorama des solutions disponibles pour LoRa, le SX1276 en détail, analyse du schéma du shield SX1276, modules intégrés, piles de protocoles « off the shelf », quelques règles de routage de carte RF
14h40-14h55 : Les solutions technologiques pour l’infrastructure LoRa
Architecture d’une passerelle LoRa, exemple de produits, logiciels serveurs, interfaces applicatives
14h55-16h15 : TP : Expérimentation Lora
Mise en oeuvre d’un LoraMote, paramètres de configuration et de sécurité, raccordement à un réseau privé, mise en oeuvre du débit adaptatif, visualisation des échanges avec un analyseur de spectre
16h15-16h25 : Pause
16h25-16h50 : Optimisation énergétique d’un objet connecté
Notion de bilan énergétique, outil d’estimation Semtech, moyens de réduction de la consommation, outils de mesure spécifiques
16h50-17h15 : Méthodologie de développement d’un objet connecté LoraWan
Les grandes phases du développement, choix architecturaux, modélisation des performances radio, outils de développement matériels & logiciels (Keil/IAR/GNU, MBED), maquettes vs prototypes, validations et certifications, faire ou faire faire, les grandes erreurs à éviter
17h15-17h30 : Questions/Réponses
Journée 3 : jeudi 22 juin
9h-9h15 : Accueil
9h15-11h15 : TP : Codage d’une application Lora sous MBED
11h15-11h30 : Les opérateurs LoRaWAN
Etat des lieux mondial, les offres en France, modalités pratiques
11h30-12h00 : Les évolutions de LoRa...
Localisation, roaming, synthèse et conclusion
12h00-12h30 : Débriefing de la formation et questions/réponses
12h30 : Fin de la formation
Public visé : Concepteurs, testeurs ou donneurs d’ordres de produits électroniques communicants
Prérequis : Connaissances générales en électronique et/ou protocoles de communication