Laboratoire sans fil

Le Laboratoire sans fil se distingue par ses projets collaboratifs qui visent à consolider l’idée de la collaboration université-industrie. Il compte des équipements modernes pour le développement de nouvelles technologies : des plateformes de prototypage, un laboratoire mobile, un parc informatique ainsi que de nombreux outils et instruments.

Plateformes de prototypage

Plateforme Lyrtech (Nutaq) VHS ADC/DAC La VHS-ADC est une plateforme d’acquisition multicanal à grande vitesse. Elle est équipée d’ADCs à huit phases synchrones capables d’atteindre une vitesse maximale de 105 MHz et du FPGA Virtex-4 à haute capacité pour le traitement à grande vitesse.

Plateforme d’intégration haut-niveau Nutaq PicoSDR SDR La Nutaq PicoSDR est une solution SDR qui intègre jusqu’à deux modules puissants émetteurs-récepteurs à double canal RF DTS multimode, une énorme logique FPGA et de la mémoire qui peuvent être empilés pour former une solution clé MIMO 2×2 ou 4×4 du traitement en bande de base à l’interface radio. La PicoSDR est capable de télécharger le flux de données de et vers un ordinateur distant fonctionnant avec Linux ou Windows via l’interface à haute vitesse GigE (GigaEthernet).

Plateforme d’intégration haut-niveau BEECube MiniBEE SDR La mBEE fournit aux ingénieurs, chercheurs et professeurs une haute performance complète FPGA / CPU / GPU d’un système complet de réseaux condensée dans un petit volume adapté pour le terrain, en laboratoire et en classe. La mBEE est extrêmement flexible et extensible.

Émulateur de canal radio Anite Propsim FS8 Le Propsim FS8 est un émulateur de canal radio qui simule les caractéristiques en conditions réelles du canal radio dans un laboratoire, ce qui permet le développement et le test de haute qualité de l’équipement sans fil.

Laboratoire mobile

Créé pour surpasser la validation de concepts sur un prototype physique en le soumettant à un environnement d’essais réel, le laboratoire mobile permet d’effectuer des essais en impliquant tous les types de distorsions qui caractérisent les canaux radio comme les effets de propagation en trajets multiples, les évanouissements à petite et grande échelles, l’effet Doppler et plus encore.

• Avantages et équipements du laboratoire mobile :
• Alimentation (120V) sans bruit harmonique
• Antennes (12) facilement reconfigurables
• Radar
• Climatisation pour les équipements en essais

La section RF du laboratoire mobile est modulaire pour permettre la mise en essais de technologies, modulations et bandes de fréquence sur mesure.

• Station mobile ICS
• Carte pour traitement de signaux AMIRIX
• Console
• Chaînes de réception RF
• Chaînes de transmission RF
• Oscillateurs locaux

Outils et instruments

• Alimentation de laboratoire, Agilent E3631A
• Alimentation de laboratoire, Agilent E3647A (2)
• Analyseur logique, Tektronix TLA5202
• Station ICS daqPC
• Station Lyrtech (Signal Master Quad V4, VHS ADC, VHS DAC, DRC V4)
• Radio reconfigurable, ISR Technologies IDP100
• Kit de développement Altera, Edition STRATIX
• Générateur de signal, Rohde&Schwarz SMIQ 03B
• Générateur de fonction, Tektronix AFG3102 (2)
• Oscilloscope, Tektronix DPO7054
• Générateur de forme d’onde, Tektronix AWG5014
• Analyseur de spectre, Anritsu MS2719B
• Analyseur de spectre portable, Anritsu MS2724B
• Wattmètre, Anritsu MA24106A
• Hakko soldering/rework stations (FP-102, FM-202, FR-802)

Réseaux de capteurs sans fil (RCSF) et communications IoT

Powercast Lifetime Power® Energy Harvesting, Trousse de développement pour de capteurs sans fil

Il s’agit d’une trousse de développement d’applications pour les RCSF sans batterie alimentées par l’énergie radio fréquence (RF).  Elle comprend un émetteur RF, des cartes et des antennes réceptrices pour la récupération d’énergie RF, des capteurs sans fil (température, humidité et lumière et interface pour connecter des capteurs externes), une carte de développement et un outil de programmation.

« Classroom Kit » pour RCSFs

Cet ensemble d’outils est conçu pour simuler un réseau de capteurs sans fil dans un cadre académique. Il comprend des logiciels ainsi que les équipements matériels suivants : 

Carte processeur/radio – Plateforme MICAz (30 cartes)

Chacune des cartes est principalement composée d’un microcontrôleur ATmega128 8MHz, de 4 KO de RAM, de 512 KO de mémoire flash et d’une puce radio Chipcon CC2420 qui est devenue le standard au niveau des modules de transmission utilisant la norme IEEE 802.15.4 sur une bande de fréquence 2.4 GHz. Pour fonctionner, un capteur MICAz doit être alimenté par deux piles de 1.5V et peut être équipé de plusieurs types de circuits intégrés permettant d’effectuer des mesures de plusieurs phénomènes naturels.

Carte d’acquisition MDA100 (20 cartes)

Chacune des cartes est composée d’un capteur MDA100CB et d’une carte d’acquisition de données. La MDA100 possède une thermistance de précision, un capteur de lumière/photocellule et une zone de prototypage générale. La zone de prototypage est conçue pour être utilisée avec les IRIS, MICAz et MICA2 et prend en charge la connexion aux 51 broches du connecteur d’extension. Elle fournit également 42 points de soudure supplémentaires non connectés pour la maquette.

Interface USB PC MIB520 (10 cartes)

L’outil matériel MIB520 permet de charger un programme compilé dans la mémoire du microcontrôleur ATmega128. Il fournit une connectivité USB à la famille de capteurs MICAz pour la communication et la programmation interne. Il permet aussi à un nœud MICAz de fonctionner en tant que station de base lorsqu’ils sont connectés ensemble.

Routeur F8534 Zigbee/ WiFi/LAN

Ce routeur est une sorte de terminal cellulaire qui fournit une grande fonction de transfert de données par les réseaux publics (GPRS/CDMA/WCDMA/EVDO/LTE). En outre, il prend en charge la fonction Zigbee. Il adopte un processeur industriel 32 bits à haute puissance et un système d’exploitation intégré en temps réel et prend en charge les ports RS232, Ethernet et WiFi qui peuvent connecter de manière pratique et transparente un appareil quelconque à un réseau cellulaire, permettant de se connecter aux appareils existants uniquement avec une configuration de base. Ce routeur a été largement utilisé dans les communications machine à machine (M2M) intégrées dans plusieurs secteurs tels que l’industrie des terminaux en libre-service, le transport intelligent, l’automatisation industrielle, la télémétrie, la finance, POS, l’approvisionnement en eau, la protection de l’environnement, la poste, la météo, etc.

Crazyflie 2.1 (20 micro-drones)

Cette plateforme de développement volante ne pèse que 27 g et tient dans la paume d’une main. Crazyflie 2.1 est équipée d’une radio à faible latence / longue portée. Cette plateformes vient avec une variété de capteurs permettant d’élargir le nombre de scénarios à simuler.

Système de positionnement Loco

Ce système de positionnement local qui est utilisé pour trouver la position 3D absolue d’objets dans l’espace. Il émule un système GPS dans des environnements clos. La base de ce système est un ensemble de huit ancres positionnées dans la pièce et jouant le rôle de satellites en GPS. L’autre partie du système consiste en une ou plusieurs étiquettes RFID (comparées aux récepteurs GPS) fixée(s) sur le ou les objets à suivre. En instruisant les ancres et les étiquettes d’échanger de courts messages radio à haute fréquence, ce système mesure la distance entre chaque ancre et les étiquettes et calcule les positions de celles-ci à partir des distances. Ce système est entièrement compatible avec les plateformes Crazyflie 2.1.

DJI Matrice 100

Cette plateforme volante est entièrement personnalisable et programmable. Elle est équipée d’une technologie permettant une manipulation facile et sécuritaire ainsi que la possibilité de personnalisation logicielle via le SDK DJI. La Matrice 100 est apte à transporter des appareils et des capteurs pouvant atteindre un poids de 1 Kg. Cette capacité offre des possibilités de test des nouveaux concepts technologiques pour caractériser les prochaines générations des communications sans fil au-delà de la 5G.

Carte d’acquisition de l’information sur l’état de canal (IEC)

Cet outil de mesure et d’expérimentation permet d’extraire des informations détaillées sur le canal de communication sans fil à partir des cartes réseau WiFi. Ceci inclut les IECs, la charge utile des paquets reçus et d’autres informations supplémentaires (RSSI de chaque antenne, débit de données, etc.). Plusieurs versions de cette plateforme existent permettant de faire des tests avec des ordinateurs de bureau ou des ordinateurs portables (12 cartes Intel Wi-Fi Wireless Link 5300 et 12 cartes Atheros AR9580) aussi bien qu’avec des équipements dédiés à des applications de l’internet des objets (5 cartes Arduino YUN).

DFRobotShop Rover V2 (10 robots)

Ces robots à chenilles mobiles et polyvalents sont compatibles avec Arduino grâce à son microcontrôleur populaire Arduino Uno USB Microcontroller Rev 3. Le Rover est doté d’une boîte de vitesses à deux moteurs lui permettant d’ajuster rapidement sa vitesse et d’avoir ainsi une grande agilité. Il supporte les communications de type Bluetooth ou ZigBee qui offrent une compatibilité avec un très grand nombre de capteurs.

Parc informatique

Les étudiantes et étudiants ainsi que les membres du groupe de recherche en communications sans fil de l’INRS ont à leur disposition un impressionnant serveur de calcul. Le système regroupe les composants suivants :

• Double-processeur Intel Xeon Silver 4216, 16C/32T avec 4x 16GB RAM
• Processeur Intel Xeon E5-2643 4C/8T avec 4x 8GB RAM
• Serveur de fichier de 1.5 TB

En partenariat avec l’industrie, les milieux académiques et gouvernementaux, l’équipe dynamique du Laboratoire sans fil vise l’innovation et l’excellence en recherche et en formation dans le développement des futures technologies et applications sans fil. Contactez-nous pour en savoir plus.

Voici quelques exemples d’applications réalisées au Laboratoire sans fil :

• Développement de nouvelles technologies d’interfaces radio pour la 5G, 5G+ et 6G; 
• Techniques avancées de localisation et de navigation en milieux confinés;
• Réseaux de capteurs sans fil pour l’Internet des objets et l’industrie 4.0.

Créé grâce au financement de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI), le Laboratoire sans fil compte plusieurs partenaires universitaires, industriels et institutionnels.