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FORMATION : Développer un produit radiofréquence LoRaWAN, bases techniques et mise en oeuvre

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PROGRAMME

JOURNEE 1

  • Introduction
  • Rappels sur la propagation radiofréquence
    Rappels : dB, bilan de liaison, formule de Friis, influence de la fréquence, pertes pénétration, pertes par trajets multiples, pertes de polarisation
  • 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
  • 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
  • Paramètres RF et sensibilité d’un récepteur
    Facteur de bruit, analyse en cascade, notion d’Eb/N0, sensibilité, influence du débit, réjection et blocking
  • 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)
  • 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
  • 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.
  • 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)
  • Méthodologie d’optimisation et de mesure des antennes
    L’adaptation d’impédance en pratique, influence de l’environnement, packaging, liaisons externes, mesure de performance
  • TP : Visualisation du comportement d’une antenne sur VNA

JOURNEE 2

  • 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
  • Lora & LoraWan : Une introduction
    Historique, caractéristiques principales, brevets essentiels, réseaux privés vs opérateurs, les acteurs (fabricants, opérateurs, équipementiers,...), l’Alliance LoRa, le processus de certification
  • 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 7 d’une communication monodirectionnelle, bidirectionnelle, classes d’équipements, mécanisme de débit
    adaptatif
  • LoRaWan et la sécurité
    Bases de cryptographie, chiffrement & authentification, les solutions retenues par LoRaWAN, gestion de l’appariement
  • 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
  • Les solutions technologiques pour l’infrastructure LoRa
    Architecture d’une passerelle LoRa, exemple de produits, logiciels serveurs, interfaces applicatives
  • 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
  • Optimisation énergétique d’un objet connecté
    Notion de bilan énergétique, outil d’estimation Semtech, moyens de réduction de la consommation, outils de mesures spécifiques
  • 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.

JOURNEE 3

  • TP : Codage d’une application Lora sous MBED
  • Les opérateurs LoRaWAN
    Etat des lieux mondial, les offres en France, modalités pratiques
  • Les évolutions de LoRa
    Localisation, roaming, synthèse et conclusion
    12h00-12h30 : Débriefing de la formation et questions/réponses
    14h00-15h00 : Présentation des équipements de mesure et des compétences de l’IES :
    Visite guidée du laboratoire et de la Plate Forme Hermes

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