Transmission des signaux numériques

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...