Modulation numérique.

Présentation au sujet: "Modulation numérique."— Transcription de la présentation:

1 Modulation numérique

2 Transmission numérique
Avantages techniques Immunité au bruit Optimalisation de la bande passante Facilité de traitement de l’information Optimisation des coûts Séparation d’une application en sous-ensembles Utilisation de composants à grande tolérance

3 Signaux analogiques et numériques
Signal analogique Analogue à une grandeur physique (pression sonore, tension, intensité lumineuse, …) Continu dans le temps Infinité de valeurs Signal numérique Représenté par une suite de chiffres Système binaire: 0 et 1 Discret dans le temps (échantillonnage) Valeurs discrètes (quantification)

4 Fonction d de Dirac Définition Propriété Produit de convolution

5 Signal échantillonné

6 Spectre du signal échantillonné
Principe TF du produit de 2 fonctions = Produit de convolution des TF des 2 fonctions Transformées de Fourier Du train d’impulsions d’intervalle TE  Train d’impulsions d’intervalle fE = 1/TE Du signal f(t)  Spectre du signal s(f)

7 Spectre du signal échantillonné (2)

8 Théorème de Shannon Fréquence minimale d’échantillonnage
(fréquence de Nyquist) Repliement spectral (Aliasing)

9 Sur- et sous-échantillonnage

10 Quantification Convertisseur Analogique/Numérique Sortie TDA 8792
Nombre de bits: n Niveaux de sortie: 2N Sortie Parallèle Série TDA 8792 8 bits parallèle 25 MHz

11 Erreur de quantification
Différence entre Signal analogique Signal numérique Bruit de quantification Rapport S/N dB

12 Signal numérique Signal numérique Spectre

13 Modulation d’amplitude
Signal modulé 2 types k < 1: Amplitude Shift Keying (ASK) k = 1: On-Off Keying (OOK)

14 Modulation d’amplitude (2)
Spectre du signal numérique Dépend de la probabilité de 0 et de 1 signal unipolaire ou bipolaire … Estimation: fMAX  fB (= 1/TB) Largeur du signal modulé 2 fB Modulation sur plusieurs niveaux ASK-k

15 Modulation de fréquence
Frequency Shift Keying (FSK) Df = Excursion en fréquence Largeur spectrale 2 fB + 2 Df Modulation sur plusieurs niveaux FSK-k

16 Signal modulé en fréquence

17 Démodulation FSK Démodulation par filtres passe-bande
1 filtre par fréquence 1 détecteur d’enveloppe Démodulation par multiplicateurs

18 Démodulation FSK (2) Sortie des multiplicateurs Filtrage passe-bas
Composante non-nulle si cos = 1 w = w1 ou w = w2

19 Modulation FSK: application
Modem 300 bps 2 fréquences d’émission 2 fréquences de réception

20 Modulation de phase Phase Shift Keying (PSK) PSK-2 (BPSK)
Modulation à k niveaux: PSK-k PSK-2 (BPSK) Changement de phase: p Multiplication de la porteuse par +1 ou -1

21 Signal modulé BPSK

22 Démodulation BPSK Signal modulé Multiplication par fréquence w0

23 Démodulation BPSK (2) Filtrage passe-bas

24 Modulation PSK-4 Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
Changements de phase: Ou Regroupement des bits 2 bits par symbole fS = fB / 2

25 Diagrammes de constellation
Amplitude et phase Amplitude: distance Phase: angle Représentation graphique de l’alphabet

26 Differential Phase Shift Keying
Problème de référence de phase

27 Combinaison de modulations
Combiner Modulation de phase Modulation d’amplitude Exemple: QAM-32 Symboles: 5 bits 32 points dans la constellation

28 Quadrature Amplitude Modulation
Chaque point généré par Composante A: en phase (notée I) Composante B: en quadrature (notée Q) Amplitude

29 Diagrammes I/Q Cas particuliers QAM-4 Modulation d’amplitude
tous les points sur axe I Modulation de phase pure tous les points sur un cercle QAM-4 = QPSK

30 Modulateur QAM

31 Démodulateur QAM

32 Multiplexage en fréquence
Frequency Division Multiple Access (FDMA) Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) Saut de fréquence simultané de l’émetteur et du récepteur

33 Multiplexage temporel
Time Division Multiple Access Duplex par multiplexage (TDD)

34 Multiplexage géographique
Limitation de la portée de transmission Technologie cellulaire

35 Multiplexage par codage
Code Division Multiple Access (CDMA)

36 Multiplexage par codage (2)
Soit bi(t) les bits à transmettre ci(t) un code pseudo-aléatoire propre à chaque canal Signal composite Réception