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1 - TRANSMISSION EN BANDE DE BASE

2 - TECHNIQUES DE MODULATION

3 - CODAGE DE CANAL

4 - ÉGALISATION DU CANAL

5 - SYNCHRONISATION

6 - APPLICATIONS

  • 6.1 - Modems téléphoniques
  • 6.2 - Faisceaux hertziens
  • 6.3 - Transmissions par satellite
  • 6.4 - Transmissions sur fibres optiques
  • 6.5 - Radiocommunications avec les mobiles
  • 6.6 - Autres applications

| Réf : E7100 v3

Techniques de modulation
Transmission des signaux numériques

Auteur(s) : Hikmet SARI

Date de publication : 10 juin 1995

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  • Hikmet SARI : Chef de Département d’Études à la Société Anonyme de Télécommunications (SAT) - Professeur Associé à Télécom Paris

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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 tâche du système de transmission est d’acheminer le signal de la source vers le destinataire avec le plus de fiabilité possible.

Le schéma synoptique d’un système de transmission numérique est donné à la figure 1 où l’on se limite aux fonctions de base. La source émet un message numérique sous la forme d’une suite d’éléments binaires. Le codeur englobe en général deux fonctions fondamentalement différentes. La première, appelée codage en ligne, associe un support physique adéquat aux éléments abstraits émis par la source. La seconde, appelée codage correcteur d’erreurs, consiste à introduire de la redondance dans le signal émis en vue de le protéger contre le bruit et les perturbateurs présents sur le canal de transmission. La modulation a pour rôle d’adapter le spectre du signal au canal (milieu physique) sur lequel il sera émis. Enfin, du côté récepteur, les fonctions de démodulation et de décodage sont les inverses respectifs des fonctions de modulation et de codage situées du côté émetteur.

La qualité d’un système de transmission est évaluée, en général, en calculant la probabilité d’erreur par bit (élément binaire) transmis. Celle-ci est fonction de la technique de transmission utilisée, mais aussi du canal sur lequel le signal est transmis. Une autre caractéristique essentielle est l’occupation spectrale du signal émis. Pour utiliser efficacement le spectre disponible sur le canal de transmission, on est contraint d’utiliser de plus en plus des modulations à grande efficacité spectrale. Le troisième aspect important d’un système de transmission est la complexité du récepteur dont la fonction est de restituer le signal émis. Ainsi, les performances (probabilité d’erreur par bit), l’occupation spectrale et la complexité du récepteur constituent les trois caractéristiques principales permettant de comparer entre elles les différentes techniques de transmission.

Cet article présente les techniques de transmission numérique avec une attention particulière sur les fonctions de base. Il est organisé en six paragraphes. Le premier est consacré à la transmission en bande de base et à la modélisation du canal ; le second décrit les techniques de modulation, leurs performances et leurs efficacités spectrales ; le troisième présente le codage correcteur d’erreur dont l’objectif est d’améliorer les performances dans un milieu bruité ; le quatrième présente les techniques d’égalisation adaptative que l’on utilise pour compenser les distorsions subies par le signal lors de la transmission ; le cinquième est consacré à la présentation des techniques de synchronisation de rythme (horloge) et de porteuse nécessaires pour démoduler le signal et l’échantillonner pour en extraire l’information émise. Enfin, le dernier paragraphe présente les principaux domaines d’application et les techniques utilisées.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-e7100


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2. Techniques de modulation

Le lecteur pourra se reporter au chapitre Modulation. Démodulation [E 3 450] dans le traité Électronique.

La fonction de modulation a pour objectif d’adapter le signal à émettre au canal de transmission. Cette opération consiste, en général, à moduler la phase, la fréquence et/ou l’amplitude d’une onde porteuse centrée sur la bande de fréquence du canal. Les modulations qui translatent le spectre du signal vers la fréquence porteuse (sans en modifier la forme) sont appelées modulations linéaires. À l’opposé, les modulations qui modifient la forme du spectre du signal en bande de base sont dites non linéaires.

Sur un canal gaussien, le choix d’une modulation se fait en considérant l’occupation spectrale, les performances et la complexité du couple modulateur/démodulateur. Il est à noter que la faible occupation spectrale et les performances sont deux contraintes antagonistes, ce qui nécessite en pratique un compromis lors du choix d’une modulation.

D’autres propriétés peuvent être prépondérantes lors du choix d’une modulation pour un canal autre que le canal gaussien. Par exemple, la nécessité d’utiliser efficacement l’amplificateur de puissance dans le transpondeur favorise l’utilisation d’une modulation à enveloppe constante ou à faibles fluctuations d’enveloppe sur un canal satellite. L’atténuation de l’espace et la puissance limitée disponible à bord du satellite nécessitent que la modulation soit également performante en termes du taux d’erreur. Par contre, l’occupation spectrale n’a pas le même poids que les deux propriétés précédentes pour cette application.

Nous allons maintenant présenter les principaux types de modulations et donner leurs performances.

2.1 Modulation à déplacement d’amplitude (MDA)

Le signal en bande de base module l’amplitude d’une porteuse que nous notons cos (ω 0t ) sans aucune perte de généralité. Le...

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