Plan 1. La chaîne de transmission numérique

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2 Plan 1. La chaîne de transmission numérique
2. Transmission en bande de base 2.1 Codage. 2.2 Problèmes et solution. 3. Introduction aux modulations numériques 3.1 Pourquoi des modulations numériques ? 3.2 Modulation d’amplitude numérique 3.3 Modulation de fréquence numérique 3.4 Modulation de phase numérique

3 1. La chaîne de transmission numérique
1.1. Introduction Les systèmes de transmission numérique véhiculent de l'information entre une source et un destinataire en utilisant un support physique comme le câble, la fibre optique ou encore, la propagation sur un canal radioélectrique. Les signaux transportés peuvent être soit directement d'origine numérique, comme dans les réseaux de données, soit d'origine analogique (parole, image...) mais convertis sous une forme numérique. La tache d'un système de transmission est de véhiculer l'information de la source vers le destinataire avec le plus de fiabilité possible.

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1.1. Introduction Le schéma synoptique d'un système de transmission numérique est donné à la figure (1). On se limite aux fonctions de base : Figure 1: Principe d’une chaîne de transmission numérique.

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1.2. La source de message Pour réaliser une transmission numérique, le message à transmettre doit être sous forme numérique. Si la source délivre un message analogique tel que le signal de parole (sortie d'un microphone) ou le signal d'image (sortie d'une caméra), il faut le numériser en échantillonnant le message analogique puis en quantifiant les échantillons obtenus. Chaque échantillon quantifié est ensuite codé sur ‘n’ bits.

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1.3. Le codage de source : Consiste à supprimer la redondance contenue dans les messages de la source d’information. Il peut être avec ou sans pertes d’information. La compression avec pertes vise les signaux numérisés (image, audio ou vidéo). Après numérisation et codage, la source de message numérique est caractérisée par son débit binaire D. défini comme le nombre d'éléments binaires émet par unité de temps. D est égale à : avec T est la durée d’un bit.

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1.4. Le codage de canal Le codage de canal, encore appelé codage détecteur-Correcteur d’erreurs Consiste à insérer dans le message des éléments binaires dits de redondance, suivant une loi donnée. Exemple: Le bit de parité (paire ou impaire)..

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1.5. L'émetteur – Rapidité de modulation L’émetteur peut aussi associer à chaque mot de n éléments binaires, issu du message, un signal Si(t) appelé aussi symbole, de durée T = nTb i = 1, …, M avec M = 2n Rapidité de modulation R (exprimée en Bauds) Le nombre de signaux émis par le modulateur par unité de temps

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Valence, Bande passante A chaque temps élémentaire, il peut y avoir l’envoie d’un signal Valence (V) - d’un signal c’est le nombre de bits transmis par temps élémentaire Capacité (C )- d’une ligne c’est le nombre de bits qui peuvent être envoyés par seconde. Ex: C= 1000 bits/s= 1 Kbits/s. Bande passante (W) – caractérise tout canal de transmission. C’est la plage de fréquences dans laquelle les signaux sont correctement reçus. Ex: L’oreille humaine est sensible dans la bande Hz, W= = Hz

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Théorème Nyquist et de Shannon Théorème Nyquist 𝐂=𝐑 𝐥𝐨𝐠 𝟐 𝟐 𝐧 =𝐑∗𝐕 V Valence, R baud, C capacité (bits/s) R=2W. Théorème de Shannon 𝐂=𝐖 𝐥𝐨𝐠 𝟐 𝟏+𝐒/𝐁 , 𝟏𝟎 𝐥𝐨𝐠 𝟏𝟎 𝐒/𝐁 =𝐃𝐁 S signal, B bruit, W bande passante Ex: W=3100 Hz, S/B= 1000, C = bits/s

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1.6. Le canal de transmission Il comprend : • Le filtre d’émission • L’antenne d’émission • le milieu de transmission • Le bruit • L’antenne de réception Figure 2 Le canal de transmission

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1.7. Le récepteur Le récepteur qui a pour fonction de reconstituer le message émis par la source à partir du signal reçu, Figure 3: Principe De Récepteur Pour Transmission Sur Onde Porteuse

13 2. Transmission en bande de base
Plan 1. La chaîne de transmission numérique 2. Transmission en bande de base 2.1 Codage. 2.2 Problèmes et solution. 3. Introduction aux modulations numériques 3.1 Pourquoi des modulations numériques ? 3.2 Modulation d’amplitude numérique 3.3 Modulation de fréquence numérique 3.4 Modulation de phase numérique

14 2. Transmission en bande de base

15 2. Transmission en bande de base
2.1 Codage NRZ (Non Retour à Zéro)

16 2. Transmission en bande de base
2.1 Codage NRZI (No Return to Zero Inverted on Space )

17 2. Transmission en bande de base
2.1 Codage Manchester (ou diphasé)

18 2. Transmission en bande de base
2.1 Codage RZ (Retour à Zéro)

19 2. Transmission en bande de base
2.2 Problèmes et solution Problèmes Dégradation rapide si la distance augment. Si le signal n’est pas régénéré, il prend une forme quelconque que le récepteur est incapable de comprendre. Solution Si distance (>5km) on utilise plutôt un signal sous forme sinusoïdal. Ce type de signal même affaibli, peut très bien être décodé par le récepteur

20 3. Introduction aux modulations numériques
Plan 1. La chaîne de transmission numérique 2. Transmission en bande de base 2.1 Codage. 2.2 Problèmes et solution. 3. Introduction aux modulations numériques 3.1 Pourquoi des modulations numériques ? 3.2 Modulation d’amplitude numérique 3.3 Modulation de fréquence numérique 3.4 Modulation de phase numérique

21 3. Introduction aux modulations numériques
3.1 Pourquoi des modulations numériques ? Les modulations numériques consistent à utiliser une porteuse sinusoïdale haute fréquence modulée par un signal informatif numérique. Il y a deux avantages aux modulations numériques : le rapport signal sur bruit est meilleur avec un système numérique car, même si un signal numérique est bruité, distordu ou parasité, il est facile de le reconstruire en comparant ce signal déformé à un seuil ; on peut atteindre ainsi des taux d’erreurs (nombre de bits erronés divisé par le nombre de bits total) de ; les densités spectrales des signaux modulés numériquement ont des largeurs moindres qu’en analogique, ce qui permet d’augmenter le nombre de canaux utilisables par Hz pour les transmissions d’informations.

22 3. Introduction aux modulations numériques
3.2 Modulation d’amplitude numérique ASK (Amplitude Shift Keying) ou Modulation par sauts d’amplitude Il s'agit comme en AM de faire varier l'amplitude Ap de la porteuse, de fréquence fixe fp "rapide", proportionnellement à l'amplitude du signal informatif e(t) numérique, dit "signal modulant" Figure 1: exemple de signal modulant e(t) et modulé ASK s(t)

23 3. Introduction aux modulations numériques
3.2 Modulation d’amplitude numérique OOK (On Off Keying) ou modulation par tout ou rien Avec le même exemple de signal e(t), on a le signal modulé s(t) Figure 2: exemple de signal modulant e(t) et modulé OOK s(t)

24 3. Introduction aux modulations numériques
3.3 Modulation de fréquence numérique FSK (Frequency Shift Keying) ou modulation par déplacement de fréquence. C’est une FM avec un e(t) numérique. A un code « 1 » correspond une fréquence f1 de s(t) et à un code « 0 » une fréquence f2 de s(t) (figure 61). Elle est utilisée dans certains modems. Figure 3: exemple de signal modulant e(t) et modulé FSK s(t)

25 3. Introduction aux modulations numériques
2.4 Modulation de phase numérique La PSK (Phase Shift Keying) ou modulation par saut de phase Par exemple, pour la PSK-2 (ou « BPSK », Binary PSK), la phase de la porteuse, de fréquence et d’amplitude constantes, saute brusquement de φ1 à φ2 lorsque e(t) passe de 1 à 0. Elle est utilisée dans les réseaux locaux, les modems… Figure 4: exemple de signal modulant e(t) et modulé BPSK s(t) PSK-4 ou QPSK (Quadrature PSK) Les bits sont regroupés en « dibits » 00, 01, 10 et 11. A chaque dibit correspond un état de phase, par exemple 45°, 135°, -135° et -45°. Elle est à la base des modulations utilisées dans les téléphones portables et les GPS.

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