Suivi des financements¶

Déploiement initial de la plateforme RIESCO¶

{TODO} Documentation associé au déploiement initial à ajouter.

Déploiement de l'architecture en Réseau de Capteur¶

Cette page de Wiki a pour but de référencer les financements relatifs au déploiement et au maintien de la plateforme RIESCO associé au financement AGIR.

la première étape du déploiement de la plateforme a été de déployer 4 systèmes de transmission réception indépendants, permettant de modéliser et de simuler des transmissions point à point, dans le cadre d'un réseau had-hoc classique. Pour se faire, un réseau basé sur des USRP N210 piloté par des Intense PC sous Xubuntu a été mis en place.
La seconde étape du déploiement de la plateforme consiste à pouvoir utiliser les radios en tant que réseau de capteurs, où chacune des USRPs est alors un nœuds du même réseau et participe à la collecte et au traitement d'une partie des données. Dans ce cadre, l'architecture adaptée n'est plus celle d'un ilot de capteurs (ou chacun des USRPs est un maillon indépendant) mais d'un système asservi, ou chacun des émetteurs-recepteurs est connecté à la même station.

En conséquence, pour réaliser ce réseau, deux problématiques matérielles surviennent :

1. Relier les différents flux de données provenant des radios sans occasionner de congestion pouvant entrainer des pertes de paquets.
2. Synchroniser les différentes radios de manière à assurer une phase constantes ainsi que le même temps d'échantillonnage.

Machine Dell et Switch 10GB/s¶

La machine Dell est nécessaire pour permettre d'avoir une puissance de calcul qui permette de mutualiser sans congestions plusieurs radios USRP N210.
Les caractéristiques de la machine sont les suivantes :

• Processeur Intel Xeon E5-1607
• 16 Go de RAM
• Disque SSD 256 Giga (partition ext4)
• Disque 1 To de data (partition ext4)
• Carte graphique Nvidia Quadro K2000

Le PC tourne sous Xubuntu 14.04 et respecte le paritionnement suivant :

• SSD : /root (30 Giga) /home (224 Giga) et swap (2Go)
• Disque Dur : 1To de data en ext4

Le devis complet de l'ordinateur est disponible ici : devisPC.pdf

Le Switch permet d'avoir une communication entre le PC Dell et plusieurs USRP N210. L'interface de communication est composée d'un switch 10Gb/s sur lequel sont placées les radios, ainsi que d'une interface 10Gb/s qui permet la liaison entre le PC et le Switch. Les USRPs sont reliés au Switch par l'intermédiaire de liaison gigabit ethernet classique comme référencé sur le schéma.
Bon de Commande du Switch 10gb/s : devis_tablette_switch.pdf
Bon de Commande de la connectique PC-Switch : devis_CablesEthernet_SFP_AdaptateurHDMI.pdf

Octoclock et connectique associée¶

Le second aspect de la transformation en réseau de capteur réside dans l'impérieuse nécessité de contrôler les horloges de fonctionnement des différentes USRPs. En effet, chacun des USRP dispose de sa propre horloge dont l'architecture hardware a ses propres imperfections.
En conséquence, les différents phénomènes qui peuvent survenir sont les suivants :

• Timing Jitter : Le temps d'échantillonnage, quoique stipulé identique dans la configuration de la radio diffère d'une radio à l'autre. Ce phénomène de glissement rend caduque la synchronisation et peut entrainer des erreurs.
• Phase Noise : Chaque oscillateur dispose d'un bruit de phase, qui vient polluer le signal lors de la démodulation
• LO Error : la fréquence de démodulation utilisée sera différente si les horloges ne sont pas asservies.

Si ces phénomènes peuvent être compensé (soit en numérique, soit en analogique-numérique, se référer aux structures de Gardner) dans le contexte dans lequel on se place, il est délicat de s'appuyer sur une estimation annexe pour calibrer les radios. On veut donc avoir le même signal de source de manière à obtenir une référence de temps commune entre les radios.

Dans le cas d'une relation point à point (c'est à dire une relation entre 2 USRPs), un câble MIMO permet cet asservissement et en pratique permet d'asservir les radios. Cependant, ce dispositif ne peut être étendu à plus de 2 radios, contexte ici investigué.

L'approche, notamment conseillée par ETTUS est d'utiliser dans le cas de plusieurs USRP une référence de clock commune et externe. On conseillera au lecteur la lecture du PDF suivant : ref_ettus_syncUSRP.pdf

Un octoclock munit d'une référence pilotée par GPS a donc été acheté de manière à pouvoir générer un signal d'horloge unique pour chacune des USRPs.

Chaque USRP a donc besoin de deux signaux de référence : un signal de clock, et un signal de synchronisation. Le premier a pour objectif de cadencer le système à la bonne fréquence, et le second dispose de l’information associé aux fronts d'horloges. Il faut donc en conséquence 2n cables, pour n USRP, de type SMA Mâle-Mâle.

Dans le contexte d'utilisation, l'agencement spatial du réseau a une importance capitale. En conséquence, de manière à avoir des réseau de taille plus étendu, les câbles utilisés seront de taille 5 mètres. Cette longueur n'étant pas une longueur standard, ils ont été fait sur mesure par la société ATEM.
Les caractéristiques initiales des câbles sont les suivantes : caracteristique_Cable_ATEM.pdf

Les mesures de performances des câbles, (mesure ATEM) sont les suivantes : abaque_perf_cables_ATEM.pdf

{NEW} Depuis septembre 2014, l'ISAE-Supaero peut également produire des câbles coaxiaux de longueur personnalisée et équipés de connecteurs SMA. Par conséquent, un câble de 5 m a été réalisé ; ses caractéristiques techniques sont fournies ici : hs_rg316.pdf et ses mesures de performances (mesure ISAE) sont fournies ici : abaque_perf_cables_ISAE.pdf. On constate des performances légèrement supérieures à celle des câbles fournis par ATEM.

La partie associée à l’établissement d'un réseau de radios asservies est décrite ici : Notes sur la synchronisation et l'utilisation des radios en réseau de capteurs

Commande finale d'équipements¶

Dans les dépense de fonctionnement, il reste environ 4000 € en novembre 2014. Les besoins d'achats sont listés ci-dessous :

• 2 cartes USRP B200, Ettus Research (2x600 €) ;
• 2 oscillateurs GPSDO, Ettus Research (2x550 €) ;
• quelques éléments de connectique pour les cartes USRP B200, Ettus Research (100 €) ;
• 2 boîtiers pour USRP B200 ref 1455L1601, RadioSpare ou Farnell (2x16€) -> demander livraison à l'ISAE-Supaero pour usinage ;
• 2 disques durs externes 2 To (2x100 €) ;