Communications analogiques EII1

Organisation

CM TD TP DS

Chap 1. Introduction…………..………………………………….2h

Chap 2. Modulation d ’amplitude ……………………….. 3h Chap 3. Modulations angulaires …………………………. 3h 3 séances ………………..……………………………… 6h 1 séance ………………………………………………….. 4h ………………………………………………………………………. 2h

Total 20h

Communications analogiques OPT1

Organisation

CM TD TP DS

Chap 1. Introduction…………..………………………………….2h

Chap 2. Modulation d ’amplitude ……………………….. 4h Chap 3. Modulations angulaires …………………………. 4h 3 séances ………………..……………………………… 6h 1 séance ………………………………………………….. 4h ………………………………………………………………………. 2h

Total 24h

Communications analogiques

Bibliographie

H. P. HSU : “Communications analogiques et numériques”, Série Schaum.

S. HAYKIN, ”Communication systems”, 3rd ed., J. Wiley & Sons.

P.-G. FONTOLLIET : “Systèmes de télécommunications - bases de transmission”, CNET/ENST DUNOD.

A. SPATARU : “Fondements de la théorie de la transmission de l'information”, Presses Polytechniques Romandes.

J. DUPRAZ: “Théorie du signal et transmission de l ’information“, Eyrolles.

P. LECOY : “Technologie des télécoms”, Coll. Réseaux et Télécommunications, HERMES.

Chap. 1 - Introduction

Plan

1. Structure générale d ’une chaîne de transmission 2. Transmission en bande de base 3. Pourquoi moduler ?

4. Modulation 5. Exemples

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d ’une chaîne de transmission

On peut distinguer deux types d’information, conduisant à deux structures générales de systèmes de transmission • information analogique • information numérique

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d ’une chaîne de transmission

A) Information analogique Source Transducteur Emetteur Canal Dest.

Transducteur Récepteur

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d ’une chaîne de transmission

A) Information analogique Source Transducteur Son Lumière Température Vitesse Accélération Déplacement Dest.

Transducteur Emetteur Récepteur Canal

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d ’une chaîne de transmission

A) Information analogique Source Transducteur Dest.

Emetteur Transducteur Microphone Photodiode Capteur CCD Thermocouple Capteur piézo Potentiomètre ...

Récepteur Canal

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d ’une chaîne de transmission

A) Information analogique Source Transducteur Dest.

Transducteur Emetteur Pré-ampli.

(C. Anal.-Num.) (codage) (modulation) (filtrage) Amplification Récepteur Canal

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d ’une chaîne de transmission

A) Information analogique Source Transducteur Dest.

Transducteur Emetteur Ligne bifilaire câble coaxial fibre optique guide d ’ondes espace libre ionosphère Récepteur Canal

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d ’une chaîne de transmission

A) Information analogique Source Transducteur Ampli. réception Emetteur (décodage) (C. Num.-Anal) Amplification (de puissance) Dest.

Transducteur Récepteur Canal

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d ’une chaîne de transmission

A) Information analogique Source Transducteur Dest.

Transducteur Emetteur Haut-parleur Visualisation Asservissement Commande de procédé Calcul ...

Récepteur Canal

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d’une chaîne de transmission

B) Information numérique ETTD ETCD ETCD ETTD

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d’une chaîne de transmission

B) Information numérique Terminaux informatiques (ou autres) ETTD ETCD ETCD ETTD

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d’une chaîne de transmission

B) Information numérique Equipements Terminaux de Traitement des Données

ETTD

ETCD ETCD Contrôleur de communications Source/collecteur de données

ETTD

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d’une chaîne de transmission

B) Information numérique Equipements deTerminaison de Circuit de Données = Modem ETTD

ETCD ETCD

ETTD

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d’une chaîne de transmission

B) Information numérique Interfaces numériques ETTD ETCD ETCD ETTD

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d’une chaîne de transmission

B) Information numérique Interfaces analogiques ETTD ETCD ETCD ETTD

Chap. 1 - Introduction 1. Structure générale d’une chaîne de transmission

B) Information numérique Ligne de transmission ETTD ETCD ETCD ETTD

Chap. 1 - Introduction 2. Transmission en bande de base

Définition :

On appelle transmission en bande de base une transmission sans modification préalable du spectre du signal au niveau de l’émetteur.

Exemples :

• Signal analogique • Signal numérique

Chap. 1 - Introduction 2. Transmission en bande de base

Chap. 1 - Introduction 2. Transmission en bande de base

retour

Chap. 1 - Introduction 2. Transmission en bande de base Avantages de la TBB :

• Émetteurs et récepteurs simples • Possibilité de multiplexage temporel

Chap. 1 - Introduction 3. Pourquoi moduler ?

Inconvénients de la TBB :

• Sensibilité aux parasites (bruits en 1/f) • Transmission par câble ou fibre optique --> coût élevé • Impossibilité de partage direct d’un même canal par plusieurs sources

Chap. 1 - Introduction 3. Pourquoi moduler ?

Inconvénients de la TBB :

• Impossibilité de transmission à l’air libre pour signaux BF

Son f

min 20 Hz

f

max 20 kHz l = 15000 km 20 Hz l = 15 km 5 MHz

Vidéo

l = 15000 km l = 60 m

Chap. 1 - Introduction 4. Modulation

Définition :

On appelle transmission en bande transposée ou modulation une transmission avec modification préalable du spectre du signal à transmettre.

La modulation utilise généralement 2 signaux : • le message analogique ou numérique, appelé signal modulant ou message (BF) • un signal de porteuse ou d ’échantillonnage (HF)

Chap. 1 - Introduction 4. Modulation

La modulation peut être :

• soit une transposition plus ou moins directe du spectre du message vers les HF (modul. d ’amplitude, de fréquence) • soit une modification radicale du signal lui-même et utilisant des moyens numériques, notamment l’échan tillonnage (modulation par impulsions), • soit une combinaison des deux techniques précédentes (Wide Band Code Division Multiple Access - W-CDMA)

Chap. 1 - Introduction 4. Modulation Avantages de la modulation :

• Adaptation du signal modulé aux caractéristiques fréquentielles du canal de transmission • Rayonnement possible dans une antenne • Transmission possible à longue distance (ex: satellites) • Moindre sensibilité au bruit et parasites externes • Transmissions simultanées : possibilité de multiplexage fréquentiel

Chap. 1 - Introduction 4. Modulation Avantages de la modulation :

• Homogénéité des équipements (antennes) f min = 495 MHz f max = 505 MHz l max = 60.6 cm l min = 59.4 cm D

f / f faible : 10 / 500 = 2%

Chap. 1 - Introduction 4. Modulation Avantages de la modulation :

• Transmissions simultanées : possibilité de multiplexage fréquentiel Amplitude Spectre d’amplitude d’un message en bande de base f

...

-f 2 -f 1 -f 1 f 1 f 1 f 2 ...

f f f f

Chap. 1 - Introduction 4. Modulation Inconvénients de la modulation :

• Systèmes plus complexes : risque d’augmentation de la dégradation du signal due aux équipements • Bande de fréquences à l’émission plus importante que celle du message

Chap. 1 - Introduction 5. Exemples de modulations

• Modulations analogiques (analog modulation) • Modulations par saut (shift keying modulation) • Modulations par Impulsions et Codage - MIC (Pulse Code Modulation - PCM)

Modulations analogiques

Modulations par saut

Modulations par impulsions

Chap. 1 - Introduction 5. Exemples de modulations PORTEUSE Classification des modulations

continue (sinusoïdale) impulsions

Chap. 1 - Introduction 5. Exemples de modulations PORTEUSE Classification des modulations MESSAGE

continue (sinusoïdale) analogique (continu) impulsions discret (numérique)

Chap. 1 - Introduction 5. Exemples de modulations PORTEUSE Classification des modulations MESSAGE

continue (sinusoïdale) AM - FM - PM analogique (continu) impulsions discret (numérique)

Chap. 1 - Introduction 5. Exemples de modulations PORTEUSE Classification des modulations MESSAGE

continue (sinusoïdale) analogique (continu) ASK FSK PSK impulsions discret (numérique)

Chap. 1 - Introduction 5. Exemples de modulations PORTEUSE Classification des modulations MESSAGE

continue (sinusoïdale) analogique (continu) impulsions PAM PWM PPM discret (numérique)

Chap. 1 - Introduction 5. Exemples de modulations PORTEUSE Classification des modulations MESSAGE

continue (sinusoïdale) analogique (continu) impulsions PCM - W-CDMA discret (numérique)

Spectre physique et spectre radio