ENSA. Cours: T6 Transmissions numériques

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1 ENSA ECOLE NATIONALE DES SCIENCES APPLIQUEES D EL JADIDA DEPARTEMENT DE TELECOMMUNICATIONS Cours: T6 Présenté par Prof. Dr. A. Berraissoul Cycle Ingénieur 2013/ 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 l'information de la source vers le destinataire avec le plus de fiabilité possible.

2 3 1. Introduction Les Chapitres 2. sur support à bande passante limité 3. Interférence inter symboles 4. Transmission à travers un canal de transmission bruité 5. Égalisation 6. Codage en ligne 7. Récupération du rythme d horloge 8. Effets combinés d interférence et de perturbations 9. Planification d une transmission numérique 10. Annexe 4 Les objectifs de ce cours sont les suivants : Présenter l architecture générale d un canal de transmission ainsi que les différents types de canaux et leurs caractéristiques. Présenter brièvement l origine des perturbations (ISI, Bruit) qui peuvent altérer une communication et leurs effets sur le signal. Présenter les limitations théoriques d un canal de transmission, prévues dans le cadre de la théorie de l information. Décrire des techniques de fiabilisation de la transmission d un signal par codage de canal (codage en ligne). Décrire des techniques de fiabilisation de la transmission d un signal par codage de canal (codage en ligne) et égalisation, synchronisation etc... Décrire des techniques de fiabilisation de la transmission d un signal, effectuées sur la couche physique

3 5 PARTIE I Chapitre 1, 2, Introduction et Rappelle 1.1. Domaine de télécommunication 1.2. Structure d étude de télécommunication 1.3. Transmission et commutation 1.4. Modélisation de canaux de transmission 1.5. Transmission en bande de base Introduction et définitions 1.6. Transmission synchrone et asynchrone Transmission synchrone Transmission asynchrone Types de transmission relatif au synchronisme 1.7. Passe-bande & Passe-bas Signaux Passe-bande ou BroadBand Types de signaux 1.8. Types de transmissions Transmission analogique d information analogique Transmission analogique (en bande de base) Transmission numérique (en bande transposée: par modulation) Transmission numérique en bande de base 1.9. Exemple de transmission

4 7 2. en bande de base sur support à bande passante limitée 2.1. Définitions Mode de transmission le signal binaire bipolaire aléatoire Modes unipolaires et mode antipolaires 2.2. Origine des perturbations et leurs effets 2.3. Sensibilité d un récepteur 2.4. Transmission à travers un canal non bruité Caractéristique du signal Influence du canal 3. Interférence inter symboles 3.1. Introduction 3.2. Fonction de régénération : (Régénérateur cadencé) 3.3. Suppression de l interférence inter-symboles : Généralité Représentation globale de la chaîne de transmission Premier critère de Nyquist Deuxième critère de Nyquist Critère de Nyquist élargit 3.4. Remise en forme par égalisation 3.5. Le diagramme en œil PARTIE II Chapitre 4, 5, 6 et 7 i= S0 1 S1 j S2-1 S3 -j Cours T6:, Chapitres: 4, 5, 6 et 7. Prof. Dr. A. Berraissoul

5 9 4. Transmission à travers un canal de transmission bruité 4.1. Origine des erreurs (erreurs de régénération) 4.2. Condition pour une régénération sans erreurs 4.3. Evaluation de la probabilité d erreur dans le cas général d une transmission m- aire 4.4. Cas d une perturbation Gaussienne 4.5. Transmission binaire par un système passe-bas 4.6. Transmission bipolaire 4.7. Transmission par plusieurs modes : Définition Probabilité d erreur dans les transmissions par deux signaux orthogonaux 5. Techniques à réponse partielle 5.1. Définition 5.2. Principe Réalisation du filtre Représentation de la technique Transmission en bande de base à dynamique élevé Etude théorique de la transmission numérique à interférence contrôlée Cours T6:, Chapitres: 4, 5, 6 et 7. Prof. Dr. A. Berraissoul Égalisation 6.1. Définitions 6.2. Modèles d un canal à distorsion Modèle d un canal radio (présentation par les enveloppes complexes) Exemple Modelage du canal Stratégies adoptées avec les interférences entre symboles (ISI) 6.3. Egalisation au domaine fréquentiel Principe 6.4. Egalisation au domaine temporel er critère de Nyquist Egalisation par filtre transversal 6.5. Théorie de l égalisation linéaire Généralité Egaliseur non récursif à échantillonnage simple ( T- equaliser ) Egaliseur non récursif à échantillonnage double T/2 -equaliser 6.6. Égaliseur linéaire de Type MMSE: T-Equalizer Solution considérant le bruit 6.7. Egalisation non linéaire Egalisation récursive à décision dans la boucle DFE Cours T6:, Chapitres: 4, 5, 6 et 7. Prof. Dr. A. Berraissoul

6 Egaliseur adaptatif Les objectifs de l adaptatif Principe et algorithme Principe Algorithme (Techniques de minimisation) : Least Mean Squar Algorithm A. Égaliseur transverse adaptatif B. Structure FIR-DFE Convergence d algorithme LMS* 7. Réception optimale et algorithme de Viterbi 7.1. Structure de base d un récepteur optimal Définitions Récepteur de Forney Algorithme de Viterbi Probabilité d erreur dans la détection de Viterbi Cours T6:, Chapitres: 4, 5, 6 et 7. Prof. Dr. A. Berraissoul PARTIE III Chapitre 8, 9, 10 et 11 Cours T6:, Chapitres 8,9,10 et 11. Prof. Dr. A. Berraissoul

7 Etats Etats rds = 0 S1 +1 rds S2 rds = 0-1 rds 1-2 rds rds = 0 S4 rds S3 rds = 0 +1 Fig Cours T6:, Chapitres 8,9,10 et 11. Prof. Dr. A. Berraissoul 14 Codage de la ligne Formatage Codage corrélatif NRZ RZ Biphase Codage par bloc Codage par bit Codage à réponse partielle Changement d horloge Signal ternaire Pas d augmentation du dynamique Pas de changement d horloge Augmentation du dynamique Codage par symbole Interférence contrôlé Cours T6:, Chapitres 8,9,10 et 11. Prof. Dr. A. Berraissoul

8 15 8. Codage de la ligne 8.1. Introduction 8.2. Méthodes de codage usuelles Critères de choix des codes en ligne Structure de codeurs 8.3. Codes de transmission Codes NRZ et RZ : A. Code unipolaire avec non-retour à zéro NRZ B. Code bipolaire avec NRZ (Non Return to Zero) C. Code unipolaire avec retour à zéro (RZ) D. Codes Biphase (Manchester) D1. Bipahse-L (Manchester) D.2. Biphase - M (M : Mark) D3. Biphase -S (S = Space) E. Code Manchester différentiel F. Code CMI (Coded Mark Inversion) G. Code de Miller H. Code Top-Hat (Wal 2 : Walsh 2) Cours T6:, Chapitres 8,9,10 et 11. Prof. Dr. A. Berraissoul Codes ternaires ou bipolaires A. Code AMI A1. Code AMI-NRZ A2. Code AMI-RZ A3. Code entrelacé d ordre 2 B. Codes bipolaires à haute densité B1. Code BnZS B2. Code HDBn C. Codes alphabétiques C1. Code PST C2. Code 4B3T C3. Code MMS Codes linéaires Génération des codes linéaires A. Précodage B. Codage C. Mise en forme Cours T6:, Chapitres 8,9,10 et 11. Prof. Dr. A. Berraissoul

9 Codes à réponse partielle (PRC) A. Codage B. Décodage C. Précodage D. Précodage et codage combinés Code PRC usuels A. Code duobinaire B. Code bipolaire C. Code bipolaire entrelacé d ordre 2 D. Codes polybinaires E. Autres codes à réponse partielle Codes biphases A. Code biphasé WAL1 B. Code biphasé WAL Codes non linéaires I. Codes alphabétiques II. Codes non alphabétiques 8.6. Choix d une méthode de codage Cours T6:, Chapitres 8,9,10 et 11. Prof. Dr. A. Berraissoul Récupération du rythme d horloge 9.1. Position du problème 9.2. Principes de transmission de rythme utilisés 10. Effets combinés d interférence et de perturbations Effet sur le diagramme en œil Régénération cumulative Définition Accumulation d erreurs après plusieurs tronçons Sensibilité au tronçon le plus perturbé Gigue de phase 11. Planification d une transmission numérique Choix du mode de transmission Données Choix de mode Démarche pour le calcul de la probabilité d erreur Pe L expression de Pe en fonction du rapport Signal sur Bruit ξ'r Cours T6:, Chapitres 8,9,10 et 11. Prof. Dr. A. Berraissoul