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Cours T5: Communications numériques 1. Prof. Dr. A. Berraissoul © www. Berraissoul.com

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TRI

Communications numériques

ECOLE NATIONALE DES SCIENCES APPLIQUEES D’EL JADIDA

ENSA

DEPARTEMENT DE TELECOMMUNICATIONS,

RESEAUX ET INFORMATIQUE

UNIVERSITE CHOUAIB DOUKKALI

Télécommunications

Cycle Ingénieur 2014/2015

Présenté par Prof. Dr. A. Berraissoul

Communications numériques Cours: T5

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Communications numériques 1 Cours: T 5.1

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Modulations numériques d’une porteuse harmonique

1. Propriétés

2. Modulation OOK

3. Modulation ASK

4. Modulation FSK

5. Modulation PSK 6. Généralité sur les modulations CPM

8. Applications et Conclusion 9. Bibliographie

7. Probabilité d’erreur

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Compression de la parole (p.ex) Codec (varicode)

Codage de source

Codage du canal

xbit → Symbole Etat IQ

Mappage

Filtre PB PRC

BF→ HF Modulation I, Q FI/HF

Filtrage Mélange

Amplification Emission HF

Framing Codage correcteur

Interleaving Scrampling

Mise en forme p.ex QPSK Radio

Emetteur pour une transmission numérique

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Filtrage, amplification

mélange

HF

Démodulation PRC Filtre Optimale

Egalisation

Matched Filter

Récupération de fréquence

Rotation de IQ

Récupération optimale de

l’horloge Diagramme en œil

Symbole → bit Déscarmlping

De- Interleaving Détection

correction d’erreur De- Framing

Décodage: Voie Varicode (ASCII)

HF/FI Bande de base

Récupération de l’horloge

Démappage Décodage du canal

Décodage De source

p. ex. QPSK

Récepteur pour une transmission numérique

Démodulation

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Démodulation Décodage

Commande et algorithme

de réglage

Modulation Codage

Traitement numérique de Signal (DSP)

Traitement analogique de Signal

Partie bande transposée

Filtre Duplex

Antenne

Exemple Station Mobile (GSM)

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Classification des modulations numériques

PORTEUSE MESSAGE

continue (sinusoïdale)

impulsions

analogique (continu)

discret (numérique)

PAM

PDM

PPM

PCM - W-CDMA

ASK

FSK PSK

AM - FM - PM

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Source numérique

Codage

Source analogique

TDM

Cryptage des données

Codage de canal

b

Débitbinaire D

bit/s

( )

( )

sym

Débitsymbole

D baud

bit/s

c

Débitbinaire D

Modulation numérique

Transmission S

Cours Télécom 5

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Méthodes de Modulation

Adaptation au canal Multiplexage Protection contre les perturbations

Multiplexage fréquentiel (FDMA) Multiplexage temporel (TDMA)

Multiplexage par code (CDMA)

Adaptation au domaine fréquentiel

Passe-bas Passe-haut

Câbles bifilaires

Câbles coaxiaux

Ligne hertzienne

Guide d’ondes

Fibre optique

Modulation codées

Etalement de spectre

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Porteuse sinusoïdale

Modulations numériques d’une porteuse harmonique

ASK

FSK

PSK

Modulations complexes

CPFSK, MSK, GMSK

QPSK, DQPSK, O-QPSK, π/4-QPSK M-PSK QAM CPM

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1. Propriétés 1.1. Introduction 1.2. Définitions 1.3. Types

2.1. Modulation OOK: Définition 2. Modulations OOK

3. Modulation ASK 3.1. Définition

3.2. Modulateur ASK

3.3. Démodulateurs ASK

4. Modulation FSK 4.1. Introduction

4.2. Génération d’un signal FSK à phase discontinue 4.3. Calcule du Spectre FSK à phase discontinue 4.4. génération du signal FSK (m = 2)

4.4.1. Modulation cohérente 4.4.2. Modulation non cohérente

Plan

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4.5. Modulation FSK m-aire 4.5.1. Définition 4.5.2. Présentation

4.6. Démodulation FSK

4.6.1. Démodulation par détection des passages par zéro (m = 2) 4.6.2. Démodulation par détection différentielle 4.6.3. Réception cohérente (isochrone) FSK m-air

5. Modulation PSK 5.1. Introduction (cas binaire m = 2) 5.2. Représentation graphique de la modulation BPSK

5.3. Calcul du spectre 5.4. Modulation PSK m-aire 5.5. Génération et démodulation PSK m-aire

5.5.1. Principe générale 5.6. Principe de démodulation

5.9. La modulation O-QPSK

5.7. Représentation graphique de la modulation QPSK 5.8. Constellation de la Modulation QPSK

5.10. Modulation PSK (m = 8)

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5.11. Les modulations DPSK 5.11.1. Introduction 5.11.2. Modulation DBPSK à deux états (m = 2) 5.11.3. Modulation DQPSK à quatre états (m = 4) 5.11.4. La modulation π/4-DQPSK 5.11.5. Modulation 8-DPSK à huit états (m = 8)

5.12. Modulation à plusieurs états 5.12.1. QAM-16 (autres constellations)

5.13. Principe de la démodulation 5.13.1. Principe de la démodulation cohérente et la démodulation différentielle 5.13.2. Démodulation cohérente pour un signal QPSK

6. Modulation non linéaire (FSK) 6.1. Introduction

6.1.1. Diagramme de Phase 6.2. Signal CPFSK (Origine FSK à phase continue) 6.3. CPFSK – m-aire (CPFSK d’origine QPSK) 6.4. Modulation MSK: Minimum Shift Keying (Codage en phase différentielle)

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6.5. Relation entre les coefficients a(i) d’un signal MSK et la suite des données d(k)* (Codage MSK) 6.6. Modulation à déplacement minimum MSK Réalisation générale d’origine FSK 6.7. GMSK: Gaussien Minimum Shift Keying 6.8. Modulation à Phase continue (stucture générale) (Continuous Phase Modulation CPM) 6.9. Conclusion

7.1. Effet de perturbations 7. Probabilité d’erreur

7.2. Modes de transmission en bande de base 7.2.1. Généralité 7.2.2. Définitions et notions générales 7.2.3. Exemples de modulations linéaires en bande de base

Constellation d’un mode à 4 niveaux Mode unipolaire (mode binaire tout ou rien) Mode binaire antipodale Constellation d’une modulation m-aire

7.2.4. Distance Euclidienne

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7.3. Probabilité d’erreur en transmission binaire 7.3.1. Introduction

Récepteur ML (Décision de Maximum- Likelihood) Récepteur MAP (Décision de Maximum-A-Posteriori (MAP)

7.3.2. Structure de réception A. Le corrélateur B. Filtre adapté (Matched Filter)

7.3.3. Calcul de probabilité d’erreur*

7.3.4.Calcul des cas spéciaux: bipolaire, unipolaire, orthogonal Transmission bipolaire

Transmission orthogonale Transmission unipolaire

7.3.5. Probabilité d’erreur d’une transmission m-aire en bande de base 7.4. Probabilité d’erreur en transmission en bande transposée (modulations linéaires à fréquence porteuse)

7.4.1. Présentation du signal et de bruit en passe bas équivalant 7.4.2. Performances des modulations QAM(*) 7.4.3. Performances des modulations à saut de phase BPSK, QPSK et 8PSK 7.4.4. Performances des modulations MSK et GMSK

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8. Applications 8.1. Les modems téléphoniques 8.2. Les faisceaux hertziens 8.3. Les transmissions par satellite 8.4. Les radiocommunications avec les mobiles 8.5. La radiodiffusion 8.6. Conclusion

9. Bibliographie

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Communications numériques 2 Cours: T 5.2

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1.1. Définitions

Plan

1.2. Modulation d’impulsion en amplitude: PAM

1.2.1. Introduction 1.2.2. Réalisation du signal 1.2.3. Spectre du signal PAM 1.2.4. Démodulation du signal PAM 1.2.5. Calcul du rapport SNR

1.3. Modulation d’impulsion en durée : PDM

1.3.1. Réalisation du modulateur 1.4. Modulation d'impulsion en position PPM (Pulse Position Modulation)

1.4.1. Réalisation du modulateur 1.4.2. Réalisation du démodulateur

1.5. Applications de modulations analogiques d'impulsions 1.6. Conclusion

1. Modulation analogiques à porteuse Impulsionnelle

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2.3. Quantification 2.3.1. Définition 2.3.2. Reconstitution du signal quantifié 2.3.3. Distorsion et bruit de quantification 2.3.4. Processus de quantification 2.3.5. quantification uniforme (Δ = cte) d’un signal échantillonné (avec maintien)

2.4. Quantification uniforme 2.4.1. Définition 2.4.2. Caractéristique de quantification uniforme. 2.4.3. Distorsion de quantification (Loi uniforme) 2.4.4. Spectre du bruit de quantification 2.4.5. Calcul du rapport SNR de quantification (loi uniforme) 2.4.6. Rapport SNR de quantification instantané

2.5. Quantification non uniforme 2.5.1. Définition et objectif 2.5.2. Quantification avec compression- extension 2.5.3. Caractéristiques de compression idéale

2. Modulations numériques des signaux analogiques 2.1. Introduction 2.2. Principe et types

2.2.1. Principe 2.2.2. Types

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2.5.4. Les lois de compression 2.5.5. Caractéristique de compression selon la loi A. 2.5.6. Compression selon la loi µ

2.6.6. Convertisseur CAN-CNA

2.5.7. Généralités sur le codage

2.6. Modulation par impulsion et codage (MIC: PCM) 2.6.1. Introduction 2.6.2. Définition 2.6.3. Condition à respecter pour la téléphonie 2.6.4. La largeur de bande du signal PCM 2.6.5. Codage des échantillons quantifiés

2.6.7. types de codeurs 2.6.8. Réalisation de la conversion Analogique/Numérique 2.6.9. Réalisation de la conversion Numérique/Analogique 2.6.10. Choix du code 2.6.11. Codage non uniforme 2.6.12. Approximation de la loi de compression A par une caractérisation polygonale à 13 segments (Compression numérique) 2.6.13. Résumé des paramètres de la modulation PCM pour la téléphonie 2.6.14. Application de la modulation PCM à d’autres signaux 2.6.15. Effets d’erreurs de transmission en PCM

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2.8. Modulation delta : ∆M

2.8.1. Définition et procédé 2.8.2. Réalisation de ∆ M

2.8.3. Saturation de pente en modulation ∆ M 2.8.4. Rapport signal- sur- bruit de quantification en modulation delta

2.9. Modulation delta sigma ∆ ΣM 2.9.1. Définition et Principe

2.10. Modulations numériques adaptives 2.11. Comparaison entre PCM, ∆ M et DPCM pour la téléphonie 2.12. Applications des modulations numériques

3. Standards de numérisation du Son (vidéo)

3.1. Introduction 3.2. Son de qualité 3.3. Contraintes de temps réel pour la voix interactive 3.4. Normes de codecs recommandés par le CCITT - ITU-T 3.5. Quelques définitions et standards élémentaires

2.7. Modulation différentiel par impulsion et codage (DPCM)

2.7.2. Fonction du modulateur et démodulateur 2.7.1. Définition

4. Compression de la parole et de l’image (En construction)

http://perso.orange.fr/arsene.perez-mas/glossaire.htm�

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Signal modulant analogique Signal modulant numérique

PAM

PPM

PDM

PFM

PCM

DPCM

∆ ΣM

DM

Modulations numériques d’une porteuse impulsionnelle

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Bibliographie

Diapositive numéro 1Diapositive numéro 2Diapositive numéro 3Diapositive numéro 4Diapositive numéro 5Diapositive numéro 6Diapositive numéro 7Diapositive numéro 8Diapositive numéro 9Diapositive numéro 10Diapositive numéro 11Diapositive numéro 12Diapositive numéro 13Diapositive numéro 14Diapositive numéro 15Diapositive numéro 16Diapositive numéro 17Diapositive numéro 18Diapositive numéro 19Diapositive numéro 20Diapositive numéro 21Diapositive numéro 22Diapositive numéro 23Diapositive numéro 24

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