Un environnement distribué pour la simulation

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1 MDHOUAN CHENIOUR Un environnement distribué pour la simulation des émetteurs radio et de la détection de leurs signaux Mémoire présenté à la Faculté des &tudes supérieures de l'université Laval pour l'obtention du grade de maître 4s sciences (M-Sc.) Departement d'informatique FACULTÉ DES SCIENCES ET DE GÉNIE UNIVERSIT* LAVAL Janvier Radhouan Chenjour! 2000.

2 National Library 1*1 of Canada Acquisitions and Bi bliographic Services Bibliothèque nationale du Canada Acquisitions et services bibliographiques 395 Wellington Sireet 395, rua Wdiingtm Ottawa ON K1A ON4 bciawaon K1AW Canada canada The author has granted a nonexclusive Licence aüowing the National Library of Canada to reproduce, loan, distribute or seii copies of this thesis in microfonn, paper or electronic formats. The author retains ownership of the copyright in this thesis. Neither the thesis nor substantial extracts fkom it may be printed or othenvise reproduced without the author's pexmission. L'auteur a accordé une Licence non exclusive permettant à la Bibliothèque nationale du Canada de reproduire, prêter, distribuer ou vendre des copies de cette thèse sous la fome de microfiche/nlm, de reproduction sur papier ou sur format électronique. L'auteur conserve la propriété du droit d'auteur qui protège cette thèse. Ni la thèse ni des extraits substantiels de celle-ci ne doivent être imprimés ou autrement reproduits sans son autorisation.

3 Avant-propos Je tiens à remercier mes parents en premier pour leur soutien moral et financier ainsi que pour Ia confiance qu'ils m'ont accordé durant toutes mes études. Je fais part de toute ma gratitude à Mr. Peter Kropf qui a accepté de diriger mon projet de maîtrise. Je suis profondément reconnaissant pour les encouragements et les conseils qu'il m'a prodigués. Qu'il en soit remercie, ainsi que pour ses qualités humaines. Je remercie Mr..Jean-Marie Beaulieu et Mr. Pierre MarchandJ qui m'ont fait l'honneur de lire et juger ce travail et d'avoir fourni leurs commentaires Je remercie également Sylvain Stotzer pour ses commentaires pertinents et sa participat ion constructive à ce projet.

4 Résumé Le parallélisme et les systèmes distribués sont de plus en plus utilisés dans de nombreux domaines pour accélérer le traitement d'applications existantes, particulièrement dans le domaine de La simulation numérique. En dehors des domaines d'applications scientifiques et technologiques traditionnelles de traitement à haute performance, la recherche s'oriente vers des applications industriels, des systèmes embarqués ainsi que la modélisation et la simulation guidées par événement et le traitement d'information. Ptant donné le développement actuel de la communication sans fil, certains émetteurs utilisent la méthode de transmission à sauts de fréquences (émetteurs appelés "Frequency Hoppern) afin d'assurer des communications non perturbées. Pour garantir la sécurité? notamment dans le domaine de la navigation maritime et aérienne, ainsi que l'utilisation correcte de la bande de fréquence, il est indispensable de pouvoir localiser de tels émetteurs, éventuellement illégaux. Dans le cadre de la radio-reconnaissance et de la surveillance d'émissions radio diffusées, le projet Hopper porte sur la définition d'un nouveau modèle généralisé de repérage et de spécification, d'implantation et de test d'un environnement informatique qui permettra de localiser les émetteur en temps réel. Afin de pouvoir étudier le modèle théorique, nous développons un système de simuiat ion et un environnement intégré fonctionnant sur un réseau d'ordinateurs (stations de travail UNIX) en utilisant la bibliothèque de communication PVM. Ainsi, les composantes spécialisées (radiogoniomètres ou détecteurs, émetteurs,...) sont simulées ii un niveau raisonnable. Cet environnement devra fournir des données utilisables pour le système de localisation. Ce projet de maîtrise consiste à créer un environnement de simulation d'émetteurs radio. en particulier ceux à sauts de fréquences, e t de détection de leurs signaux par des stations radiogoniométriques. Cet environnement fournit des données utilisables pour un système de localisation. n I r A

5 Table des matières Table des matiêres Liste des tables Liste des figures I iv v 1 Introduction lotivations Problématique Objectifs Organisation du mémoire 4 2 Les émetteurs radio et les techniques de transmission Introduction A nalyse du mode opérationnel Organisation du spectre et règlement international Limites de la bande de fréquences utilisée Techniques de transmissions radio Modulation de porteuse unique Modulation de sous-porteuses Les systèmes à spectre étendu Techniques de modulation Modulation de phase et de fréquence Modulation par décalage de phase Modulation par décalage de fréquence Données caractéristiques du signal... 1T Décalage de phase Décalage de fréquence Conclusion Comportement des détecteurs face aux émetteurs à sauts de fréquences Introduction Détection et émetteur FH Données relatives à l'émetteur FH

6 3.2.2 Données relatives au détecteur Condition de détection Probabilités de détection Données réelles relatives au fonctionnement d'un détecteur Limitation en fréquence, type d'émetteurs cibles Quantité et largeur des canaux de fréquences Fenêtre d'observation Vitessedebalayage Détermination de l'azimut Description des différents modes de balayage Le balayage standard (ou en dents-de-scie) Le balayage aléatoire Le balayage en dent-de-scie à pas variable Lesdétecteurslibres Conclusion 32 4 Mise en contexte Introduction Présentation des travaux envisagés Conclusion Simulation des émetteurs Introduction Paramètres communs Génération du message à transmettre Génération du préambule Calcul des porteuses Modulation du signal Calcul de la puissance du signal Émission par modulation de porteuse unique Émission par modulation de sous-porteuses Calcul des sous-porteuses Contrôle des changements de canal Émission par séquence directe sur spectre étendu Émission par sauts de fréquences sur spectre étendu Conclusion Simulation des détecteurs Introduction Calcul du nombre de trame à générer Simulation du bruit électromagnétique Interception des signaux Validation du temps Validation de la fréquence Calcul de l'angle d'incidence du signal... 51

7 Calcul des ~erturbations Généraiions des données de détection Conclusion 53 7 Environnement distribué et module de contrale 54 1 Introduction Introduction à P.V.M r. 2 3lodule de contrôle Création des processus... JS 7-22 Contrôle et synchronisation des processus Contrôle de la communication inter-processus Conclusion Simulation et analyse des données Introduction S. 2 Mise en contexte S. 2.1 Paramètres géographiques Paramètres propres aux émetteurs Paramètres propres aux intercepteurs Étapes de la simulation Analyse et interprétation des résultats Détection et segmentation Corrélat ion et localisation Interprétation... i a 8.4 Conclusion... '76 Bibliographie 80 -.

8 Liste des tableaux 2.1 Désignations des bandes de fréquences par le CCIR I 3.1 Largeur des fenêtres versus la largeur des canaux Paramètres réels d'un radiogoniomètre Exemple de conversion binaire Code binaires des modes de transmission S. 1 Sommaire des coordonnées des émetteurs et des détecteurs S.2 Résumé des paramètres propres aux émetteurs... 6s 8.3 Résumé des paramètres propres aux intercepteurs

9 Liste des figures 2.1 Propagation des ondes et reflexion par l'ionosphère... S 2.2 Principe opérationnel de la méthode de séquence directe sur un spectre étendu Génération d'une séquence binaire pseudo aléatoire Diagramme fonctionnel d'un émetteur à séquence directe hiode opérationnel des émetteurs sauteurs de fréquence Modes lent (a) et rapide (b) des émetteurs sauteurs de fréquence Diagramme fonctionnel d'un émetteur à sauts de fréquence Représentation générale d'un phaseur Exemple de modulations de phase et de fréquence Largeur du spectre pour une modulation par décalage de fréquence Illustration du mode de balayage standard Parcours aléatoire de la bande de fréquence Principe du balayage en dents-de-scie à pas variable Modes de balayage des détecteurs libres Diagramme fonctionnel des émetteurs Forme du préambule précédant un message Correspondance du message avec les canaux Calcul du message embrouillé Diagramme fonctionnel des détecteurs Représentation du contexte géographique Représentation mat ricielle des données de détection Architecture globale de la simulation Diagramme fonctionnel et interaction des composantes Diagramme fonctionnel du module de contrôle Positions géographiques des émetteurs et des détecteurs Configuration des paramètres de segmentation et localisation Visualisation des données d'interception de la station S.l \'isualisation des données d'interception de la stat-ion Visualisation des données d'interception de Ia station '2 S.6 Zones détectées suite à la collaboration des stations 1 et S.7 Zones détectées suite à la collaboration des stations 1 et

10 8.8 Zones détectées suite à la collaboration des stations 2 et vi

11 Chapitre 1 Introduction Depuis plusieurs années. les systèmes de communication sans fil ont utilisé les tech- niques de spectre étendu et ceci est dû à la qualité et l'efficacité inhérentes qu'elles offrent. Récemment. la demande des services de communication mobile a augmenté le besoin de telles techniques pour répondre à la qualité et la capacité requises par le marché. Les systèmes à spectre étendu offrent plusieurs avantages dans la communication à bande large et étroite. La méthode de transmission à sauts de fréquence. une forme de décalage de fréquence. représente la principaie alternative de la transmission à séquence directe du spectre étendu. Présentement, cet te technique est pratiquement absente dans les applications civiles; cependant, elle est très utilisée dans le domaine militaire pour sa bonne résistance au brouillage radio, à l'interception et à la localisation des sources émettrices qui l'utilisent. Au cours des dernières années, le domaine de la communication a été confronté aux communications à sauts de fréquence. Les équipements conventionnels d'interception et les détecteurs de fréquence ont eu des difficultés à intercepter ce genre d'émetteurs et iis se sont même trouvés dans I'impossibilité de les localiser physiquement. Les approches les plus simples dans l'interception des émetteurs à sauts de fréquence exigent une \+tesse considérable des méthodes d'interception par consultation pour détecter ce dernier type d'émetteurs. 1.1 Motivations La première mot kat ion de ce mémoire vient de notre con\-ict ion que l'amélioration et le perfectionnement du repérage radiogoniomét rique est directement lié à la corn-

12 préhension et à la définition du comportement et du mode opérationnel des émetteurs radio. principalement des émetteurs à sauts de fréquence. En effet, suite aux énormes développements réalisés dans le domaine des communications sans fil, qui exigent plus d'accommodation des stations radio, les responsabilités de la radio surveillance ont augmenté. Des prélèvements radio sont devenus indispensables à la distinction des in- terférences et à l'identification des émetteurs opérationnels illégaux. Les signaux, transmis par des émetteurs à sauts de fréquence et interceptés par les stations de surveillance, sont généralement perçus comme étant du bruit. Ceci est dû aux modes de transmissions utilisés par ces derniers qui sont basés sur des algorithmes pseudo-aléat oires. L'utilisation de cet te technique est. jusqu'à présent? restreinte aux domaines gouvernementaux et plus précisément militaires, ce qui explique la rareté de la littérature sur les transmissions par sauts de fréquence. La deuxième motivation à la réalisation du présent projet est la possibilité d'intégration des émetteurs à sauts de fréquence dans les domaines civils comme les services de communication mobile et les diffusions radio. Il est important de mentionner que les deus principales limites dans les performances des systèmes de communications sont le bruit et la largeur de bande. Cette dernière doit être suffisamment large pour laisser passer toutes les fréquences significatives d'information. Le spectre de fréquences radio utilisable est contrôlé par les conventions internationales de communications et est divisé en bandes de fréquence étroites. Les demandes étant élevées, la plupart de ces bandes sont déjà assignées à différents services comme les communications par satellite, la navigation maritime et aérienne, les services mé- téo: le téléphone mobile et plusieurs autres services [Tomasi, Par conséquent. les problèmes d'interférence des signaux sont devenus plus fréquents et la qualité ainsi que la performance des communications sans fil ont diminué malgré toutes les découvertes technologiques réalisées jusqu'à aujourd'hui. Sot re troisième motivation à la réalisation du présent projet nous vient des résultats obtenus dans le cadre du projet Hopper95 (un simulateur ayant été réalisé à lïnstitut d'informatique de Fribourg, en Suisse, dans le cadre d'un projet de fin d'études). hlalgré l'approche simplifiée et malgré toutes les hypothèses du départ. Hopper95 a prouvé le besoin d'améliorations dans le domaine de la détection radio et, surtout. la possibilité de réaliser la localisation dans le domaine des communications mobiles.

13 Introduction 3 Ce simulateur a révèlé que des études approfondies pourront être réalisées au niveau de l'analyse et de la simulation des émetteurs, au niveau des algorithmes de détection ainsi qu'au niveau de l'architecture et de L'environnement de simulation. 1.2 Problématique A lors qu'un émetteur standard (linéaire) n'occupe qu'une fréquence particulière, l'émetteur à sauts de fréquence utilise, lors de ses transmissions, tout ou une partie de la bande de fréquences disponible en passant d'une fréquence à une autre suivant un mode connu de lui seul et du (ou des) destinataire(s) concerné(s). Par ce mé- canisme. le récepteur. synchronisé avec I'émetteur. percevra son message clairement. alors que pour toute autre station à l'écoute, cette émission ne sera perçue que comme du bruit. Le problème se pose alors, pour une station autre que le destinataire, de détecter un tel émetteur et surtout d'identifier l'ensemble des signaux détect.és sur dif- férentes fréquences comme étant des signaux provenant d'une même source d'émission [Duverney, l99.j]. La technologie de communication moderne a. au niveau des activités d' interception radio. des exigences très élevées en ce qui a trait à la sélection des signaux et ce. sur une large bande de fréquences. Ces exigences sont dues au pouvoir que possèdent certains types spéciaux de transmissions, comme les transmissions à sauts de fréquence. de modifier rapidement la fréquence de transmission, de répartir leur énergie d'émission sur une large bande de fréquence et de recevoir pendant un laps de temps très court. 1.3 Objectifs Yotre étude consiste à créer un environnement de simulation d'un scénario de trans- missions radio et de leur détection par une station de surveillance radio tout en tenant compte des différentes perturbations des données initiales dues au bruit, aux inter- férences entre les transmissions, aux conditions atmosphériques et au relief géogra- phique. Différents types d'émetteurs sont visés par cette simulation et particulièrement les émetteurs à sauts de fréquence. Ainsi, nous nous fixons les objectifs suivants : Analyser soigneusement et déterminer les caractéristiques des émetteurs à sauts de fréquence ainsi que les émetteurs à séquence directe et d'autres t>-pes d'émet- teurs. dans le but de réaliser un simulateur nous offrant des résultats qui se rapprochent le plus des données réelles.

14 Introduction 4 Déterminer les différentes sources de perturbations et leur influence sur la variat ion des différents paramètres caractérisant une émission, pour ensuite ajuster les données fournies par les simulateurs d'émetteurs. Déterminer le comportement des détecteurs utilisés par les stations de surveillance radio. analyser les algorithmes utilisés par ces derniers ainsi que leurs méthodes de surveillance. ensuite implanter un simulateur nous offrant les données de détection obtenues lors d'une séance d'écoute. Analyser les données finales des simulations et essayer. à la lumière des résultats obtenus, de proposer des idées pouvant aider à l'amélioration des performances des détecteurs déjà utilisés par les stations de surveillances. Cependant. nous ajoutons que les simulations sont réalisées dans un environnement Unis et avec le langage de programmation C. Compte tenu de la taille considérable du flux de données traité dans notre application, nous utilisons les possibilités qu'offre la librairie PVhl (Parallel Virtual Machine) et, en conséquence, nous profitons des avantages qu'offre le parallélisme au niveau de la vitesse d'exécution et de la distribution des données. 1.4 Organisation du mémoire Le chapitre suivant passe en revue les differents concepts et théories qui sont à Ia base des outils des télécommunications, principalement les émetteurs radio. Entre autres choses, nous présentons les différents types de bandes de fréquences, les différents types de modulation et les différents modes de transmission radio. Cependant, nous abordons avec plus de détails les caractéristiques des émetteurs visés par le préçent projet, les émetteurs radio à sauts de fréquence. Le troisième chapitre est un survol des concepts théoriques qui traitent de l'aspect fonctionnel des intercepteurs de signaux, entre autres choses, leur performance et leur capacité de traiter les données et, ~rincipalement, leur capacité d'identifier les émetteurs à sauts de fréquence. Nous présentons, aussi, les différents algorithmes de balayage utilisés par ces derniers. Le quatrième chapitre est une conciusion des travaux théoriques et une introduction au différents tra\-aux pratiques que nous réaliserons dans le cadre du présent projet.

15 Le cinquième et le sixième chapitres présentent, respectivement, les spécifications que nous utilisons pour la conception informatique des simulateurs d'émetteurs et dïn- tercepteurs. Les deux chapitres définissent les différentes contraintes rencontrées dans la conception des simulateurs ainsi que les hypothèses de simplification et mettent en pratique les différents concepts abordés dans le deuxième et le troisième chapitres. Dans le septième chapitre nous décrivons les principes de la programmation paral- Ièlle et distribuée ainsi que les différentes architectures connues dans le domaine. En- suite. nous présentons la librairie PVM, machine parallèle virtuelle. Comme son nom l'indique. cette dernière est un ensemble de procédures qui nous permettent l'émula- t ion d'une architecture parallèle, tout en ut i1isant. de façon transparente pour l'usager. les différentes resources matérielles d'un réseau. Ce chapitre est consacré aussi à la description des traitements parallèles et distribués que nous élaborons dans Ie présent projet. En dernier, le huitième chapitre est une mise en oeuvre de l'ensemble des travaux effectués dans le cadre de ce projet. Nous définissons un scénario qui nous permet de tester les différentes composantes de notre simulateur et ensuite nous analysons les résultats que nous obtenons en comparant avec des données réelles interceptées par un radiogoniomètre.

16 Chapitre 2 Les émetteurs radio et les techniques de transmission 2.1 Introduction Dans le présent chapitre. nous exposons les differents concepts et théories qui sont à la base des outils des télécommunications. Entre autres choses, nous présentons les différents types de bandes de fréquence, les différents types de modulation et les difffents modes de transmission radio. Cependant. nous voulons avertir le lecteur que. concernant l'élaboration des concepts théoriques qui engendrent l'aspect électronique des outils de télécommunication, nous nous sommes limités à nos besoins dans le cadre du présent projet. 2.2 Analyse du mode opérationnel Organisation du spectre et r8glement international La division générale de la totalité du spectre de fréquences utilisables est décidée par les Conventions Internationales de télécommunications. Ainsi. le spectre de fréquence radio est divisé en bandes de fréquence étroites. Chacune de ces bandes possède un numéro et un nom descriptif désignés par le Comité Consultatif International des Communications Radio (CCIR) [Tomasi, Ces bandes sont classées suivant l'ordre cité dans Ie tableau Limites de la bande de fréquences utilisée Dans le domaine de la diffusion radio. les systèmes de communication utilisent souvent la propagation électromagnétique pour acheminer des informat ions d'un point

17 Les émetteurs radio et les techiques de transmission 7 Suméro de bande Ordre des fréquences Désignations HZ KHz 3-30 KHz KHz MHz 3-30 MHz MHz GHz 3-30 GHz GHz THz 3-30 THz THz PHz 3-30 PH PH2 lumière ultraviolet rayon-x libre EHz rayons-gamma EHz rayons cosmiques ELF (fréquences extrêmement basses) VF (fréquences de voix) VLF (très basses fréquences) LF ( basses fréquences) MF (moyennes fréquences) HF (hautes fréquences) VHF (très hautes fréquences) UHF (fréquences ultra hautes) SHF (fréquences super hautes) EHF (fréquences extrêmement hautes) lumière infra-rouge libre spectre lumineux visible Tableau 2.1: Désignations des bandes de fréquences par le CCIR à un autre. Étant donné que notre simulation vise un type d'émetteur fonctionnant sans relais en ligne directe et transmettant sur des longues distances, on se trouve confrontés aux problèmes causés par le relief terrestre. Ainsi. on fait appel au phénomène de la reflection d'ondes magnétiques sur l'ionosphère comme le montre la figure 2.1. En effet, cette dernière constitue un milieu dispersif pour des fréquences supérieures à la fréquence d'osciilation du plasma, notée u, et connue sous le nom de fréquence de coupure, et un milieu réactif pour les fréquences inférieures à v,. Ainsi. pour tout signal dont la fréquence est inférieure à v,, l'ionosphère se comportera comme un miroir réfléchissant les ondes vers la terre, permettant ainsi à deux stations de communiquer tout en franchissant la barrière constituée par le relief terrestre [Stremler, La fréquence d'oscillation du plasma est de l'ordre de 30!iIHz. constituant ainsi la limite maximale de la fréquence utilisable par des émetteurs utilisant la méthode de

18 Les émetteurs radio et les techictues de transmission S Figure 2.1 : Propagation des ondes et reflexion par l'ionosphère. transmission point-à-point. Pour cette raison. nos études sont axées particulièrement sur les émissions à moyennes et hautes fréquences qu'on appele aussi les émissions à ondes courtes. 2-3 Techniques de transmissions radio Les différentes caractéristiques de propagation des signaux ont poussé I'apparit ion de différents modes de transmission. Quatre modes de transmission sont utilisés dans les réseau de communications sans fil: fransmission par modulation de porfcus~ uniquc. par modulation de sous-porteuses, par siquence directe sur un spectre itmdu et par sauts dc friqutncc sur un spectre étendu Modulation de porteuse unique Xvec la présente approche, une unique fréquence porteuse du signal, calculée au centre de la bande allouée, est modulée avec les données à transmettre. Plusieurs mé- thodes de modulation sont d'usage : amplitude, fréquence et phase ou une combinaison de ces dernières. Compte tenu de l'importance de la largeur de bande utilisée dans les réseaux sans fil, la modulation utilisée est basée sur la variation de phase d'une por- t euse à amplitude constante. En conséquence, la méthode de décalage en quadradure de phase ou une de ces variantes est utilisée Modulation de sous-porteuses Le principe de cette approche consiste. en premier, à diviser Ia bande de fréquence allouée en sous-canaus de largeur égale: une sous-porteuse est calculée au centre de chacun de ces derniers, ensuite. on découpe le signal binaire en sous-chaînes dont le nombre est égal à celui des sous-porteuses. Chacune des sous-chaines binaires est utilisée

19 Les émetteurs radio et les techniques de transmission 9 pour la modulation d'une sous-porteuse, comme dans le cas de modulation de porteuse unique. Ainsi, à cause du taux de bits relativement bas transmis par canal, le niveau d'interférence est considérablement réduit. Les sous-porteuses utilisées sont des multiples entiers de la première sous porteuse. f 1.2 f 1.3 fi, -. En conséquence, la méthode est connue sous le nom de multiplexage par division orthogonale de fr~quence[russell Les systemes à spectre étendu Le terme spectre étendu est utilisé dans une grande variété de systèmes de commu- nicat ions militaires et commerciaux. Dans les systèmes à spectre étendu, chaque signal d'information exige, de façon significative, une pius large bande de fréquence qu'un signal conventionnel. La transmission sur spectre étendu est une technique par laquelle une forme d'onde déjà modulée est modulée une seconde fois dans le but de générer un signal à large bande dont la fréquence est étendue et capable d'éviter de façon remarquable les interférences avec d'autres signaus. L'expansion de la bande est réalisée par des moyens indépendants de I'informat ion contenue dans le message à transmettre [Feher, lw.j]. Parmi les applications et les avantages potentiels des systèmes à spectre étendu nous citons : L'amélioration du rejet d'interférence. Les communications sécuritaires. L'augmentation de la capacité et de l'efficacité du spectre dans quelques applica- tions des systèmes de communications mobiles. Les systèmes à spectre étendu sont classés selon leur architecture et leur type de modulation. les techniques de modulation les plus utilisées dans les systèmes à spectre étendu sont: Séquence directe sur spectre étendu. Sauts de fréquences rapides. Sauts de fréquences lents.

20 Les émetteurs radio et les techniques de transmission 10 0 Gazouillement ( Chirp sounder ). Les méthodes de séquence directe et de sauts de fréquence sont les plus utilisées dans les systèmes de communications radio et les réseaux locaux sans fil. Émission par séquence directe sur un spectre étendu Le principe de fonctionnement de cette méthode de transmission est illustré par le schéma de la figure 2.2. En premier lieu, l'opérateur logique OU-exclusif est appliqué entre chacun des bits des données source et une séquence binaire pseudo-aléatoire. Ainsi. lorsque le signal obtenu est modulé et transmis. il occupe une bande de fréquence proportionnellement plus large que la bande initiale, donc le signal apparait comme un bruit pour d'autres usagers de la même bande de fréquence [Stremler? Toutes les trames de données à transmettre sont précédées d'une en-tête et d'un délimiteur de début de trame et l'ensemble forme les données de modulation. L'en-tête contient les données de synchronisation qui fournissent au destinataire toutes les inforrnat ions concernant l'émission. Figure 2.2: Principe opérationnel de la méthode de séquence directe sur un spectre étendu. La géneration de la séquence pseudo-aléatoire est basée sur un circuit électronique composé d'un certain nombre de registres à décalage et de portes logiques OC-exclusif. Un registre à décalage à r2 bits produit une séquence de 'L" - 1 bits. un nombre représentant le facteur d'étendu. La figure 2.3 montre un exemple de générateur composé

21 Les émetteurs radio et les techniaues de transmission ~p - d'un registre à 3 bits et d'une porte logique OU-exclusif ainsi que la séquence pseudo- aléatoire obtenue. SBPA - Séquco~c B~ruirc kuq Aléamm O '- SBPA Figure 2.3: Génération d'une séquence binaire pseudo aléatoire. La figure 2.4 présente le diagramme simplifié d'un émetteur radio à séquence directe. Lorsqu'un OU-exclusif est appliqué entre chacun des bits de données et la séquence pseudo-aléatoire, le signal binaire résultant est transmis par la modulation d'une fréquence. Typiquement, les techniques de modulation utilisées dans la transmission à séquence directe sont: décalage binaire de phase ou décalage en quadrature de phase. Données wrcc m m Circuit du OU-exclusif Modulateur ct mixeur r Horloge Y Code F ucnce PO % Fe d'trcndu dftrentiellc ; L Figure 2.4: Diagramme fonctionnel d'un émetteur à séquence directe. Émission par sauts de fréquences sur un spectre étendu La technique de transmission par sauts de fréquences se caractérise par la capacité qu'elle offre aux émetteurs de changer aléatoirement de fréquence durant une émission. tel qiiïllustré par la figure 2.5(a). La bande de fréquence allouée est divisée en sousbandes à basse fréquence nommées des canaux, comme l'indique la figure 2.5(b). Tous les canaux sont d'une largeur de bande égale et sont déterminés par le taus de bits de