Code O4090 Cycle / Bloc 2 / 4 Niveau CFC Quadrimestre 2. Obligatoire Langue Français Crédits 5 Vol. horaire 54 Pondérations 5

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1 Fiche UE - Année Académique (Version définitive) Cursus de Master en Sciences de l'ingénieur industriel orientation électronique Code O4090 Cycle / Bloc 2 / 4 Niveau CFC Quadrimestre 2 Intitulé Télécommunications Obligatoire Langue Français Crédits 5 Vol. horaire 54 Pondérations 5 Implantation ECAM Institut Supérieur Industriel Responsable de l UE SARTENAER Thierry Thème(s) abordé(s) Le cours de Télécommunications aborde la couche physique des systèmes de communications numériques (techniques de modulation, codage, détection, synchronisation, théorie de l'information, etc.) Il apporte une analyse mathématique rigoureuse des systèmes de communication modernes et se place sous l'angle de l'analyse des signaux. Le cours n'aborde pas les aspects suivants: Les protocoles et réseaux (couches supérieures du modèle OSI) L'implémentation matérielle à l'aide de composants électroniques La première partie du cours (Télécommunications 1) couvre les aspects théoriques et les illustre par quelques exemples (réseaux GSM, xdsl, Ethernet/Wifi, satellites). La seconde partie du cours (Télécommunications 2) permet une mise en pratique des notions théoriques via un projet Matlab consistant à modéliser et simuler une chaine de communication (émetteur, canal et bruit, récepteur). Le cours s'appuie sur les notions de base en traitement du signal et les techniques de modulations analogiques vues dans l'unité d'enseignement E3050. Acquis d apprentissage spécifique(s) visé(s) L'étudiant identifie l'ensemble des fonctions à programmer pour simuler une chaine de communication complexe. Il évalue correctement le temps nécessaire et la difficulté associée à chaque fonction. Acquis d apprentissage terminaux : AAT 09 L'étudiant établit un lien pertinent entre les concepts théoriques liés aux techniques de communication et la description du système particulier qu'il doit simuler pour en déterminer les performances Acquis d apprentissage terminaux : AAT 03 L'étudiant apprend à devenir autonome dans l'utilisation du logiciel Matlab. En particulier, il utilise à bon escient les fonctions disponibles et les structures matricielles pour effectuer des calculs rapides et efficaces sur des signaux de communication. Acquis d apprentissage terminaux : AAT 11 L'étudiant présente de manière claire, structurée et pédagogique, les résultats de simulation obtenus. Il les commente avec un esprit critique et explique les forces et les faiblesses des résultats obtenus. L'étudiant explique à ses pairs les techniques de modulation et codage permettant de transmettre efficacement de l'information à travers un canal bruité. Il associe à chaque source de dégradation du signal une technique de mitigation adéquate. L'étudiant prouve en les ré-expliquant sa compréhension de concepts abstraits liés à la théorie de l'information et du codage (codage de source, codage de canal). Il les illustre par des exemples simples. L'étudiant identifie les paramètres dimensionnants d'un système de communication et sélectionne à bon escient les techniques de traitement du signal à mettre en oeuvre pour atteindre les performances attendues, en tenant compte des coûts. Acquis d apprentissage terminaux : AAT 16 L'étudiant compare de manière adéquate différentes techniques de modulation et codage ainsi que leurs performances respectives. Il synthétise les avantages et inconvénients de chaque technique et effectue un choix critique dans la panoplie des solutions disponibles.

2 Acquis d apprentissage terminaux : AAT 03 L'étudiant établit clairement le lien entre les systèmes de communication qu'il rencontre dans sa vie quotidienne (GSM, xdsl, wifi, satellites, etc.) et les techniques de modulation et codage sous-jacents. Acquis d apprentissage terminaux : AAT 03 Méthode(s) d enseignement Voir Activités d'apprentissage. Support(s) indispensable(s) Notes de cours et énoncé du projet Matlab disponibles sur Eole. Activités Intitulé de l'activité Volume horaire O409A Télécommunications 1 27 O409B Télécommunications 2 27 Evaluation Langue de l évaluation Mode d'évaluation : Description d évaluation O409A : Français Examen oral Travail de groupe Autre Oral à livre ouvert. L étudiant peut disposer de tout support écrit qu il juge utile : notes de cours, notes personnelles, livres ou articles divers. L examen consiste en la présentation de l un des thèmes qui sont abordés au cours. L évaluation se focalise sur la compréhension et l aptitude à la synthèse. Les questions sont mises à disposition de l étudiant sur EOLE dès le début du cours. O409B : Rapport de projet écrit + discussion orale individuelle sur le contenu du rapport, en même temps que l'examen oral relatif à l'activité O409A. Pondération des évaluations La note globale de l unité d enseignement (N) est attribuée collégialement par les cotitulaires des activités d apprentissage qui la composent. On calcule la moyenne pondérée (n) basée sur les notes des différentes activités évaluées (n i). La plage dans laquelle la note N de l unité d enseignement peut s inscrire est définie de la manière suivante : Si toutes les activités évaluées n i sont réussies (n i 10/20), la note globale N est comprise entre n et n + 1. S il y a un seul échec et que toutes les activités évaluées ont une note n i supérieure ou égale à 8/20, la note globale N est comprise entre n et n S il y a plus d un échec et/ou que toutes les activités évaluées ont une note n i strictement supérieure à 5/20, la note globale N est comprise entre n-1 et n. S il y a une note n i inférieure ou égale à 5/20 sur une ou plusieurs activités évaluées, la note globale N est inférieure ou égale au minimum des deux valeurs suivantes n-1 et 9. Activité(s) d apprentissage(s) Intitulé Télécommunications 1 Code O409A Volume horaire 27 Langue Français Enseignants SARTENAER Thierry

3 Contenu Table des matières : Modulation d'impulsions 1. Echantillonnage 2. Modulation analogique d impulsions (PAM, PDM, PPM) 3. Quantification 4. Modulation d impulsions codées (PCM) 5. Multiplexage temporel 6. Modulation Delta 7. Modulation différentielle d impulsions codées (DPCM) Modulations numériques en bande de base 1. Filtre adapté 2. Calcul du taux d erreur 3. Interférence entre symboles 4. Critère de Nyquist 5. Codes à réponse partielle 6. Transmission PAM multi-niveaux 7. Egalisation linéaire MMSE 8. Egalisation adaptative et à rétroaction des décisions Modulations numériques en bande passante 1. Modulations linéaires (PAM, QAM, PSK, FSK) 2. Détecteurs cohérents 3. Démodulation différentielle et DPSK 4. Détecteurs non-cohérents 5. CAP et OFDM Théorie de l'information 1. Incertitude, information et entropie 2. Codage de source 3. Discrete memoryless channel 4. Information mutuelle 5. Capacité de canal 6. Codage de canal 7. Capacité d un canal gaussien Codes correcteurs d'erreurs 1. Codes linéaires en bloc 2. Codes cycliques 3. Codes convolutionnels 4. Algorithme de Viterbi 5. Codes TCM et turbo-codes Applications 1. Réseaux xdsl 2. Réseaux GSM 3. Ethernet et wifi 4. Communications par satellite Méthode(s) Support(s) Exposé magistral : notions théoriques, exemples de résolution de problèmes, exemples de systèmes existants montrant la mise en pratique des notions théoriques. Transparents mis à disposition sur EOLE et constituant le support projeté et expliqué durant le cours. Ces transparents s appuient sur les chapitres suivants du livre de référence : Chapter 3 Pulse Modulation Chapter 4 Baseband Pulse Transmission Chapter 5 - Signal Space Analysis Chapter 6 - Passband Digital Transmission Chapter 9 - Fundamental Limits in Information Theory Chapter 10 - Error-Control Coding Référence(s) Simon Haykin, «Communication Systems», Wiley, 4 ème édition, 2001.

4 Intitulé Télécommunications 2 Code O409B Volume horaire 27 Langue Français Enseignants SARTENAER Thierry Contenu L'activité consiste en un projet de simulation d'un système de communication à l'aide du logiciel Matlab. Dans le cadre de cet exercice, on consière un système de transmission numérique multi-utilisateurs destiné à fonctionner sur un réseau câblé. Seule la couche physique du système sera abordée, et d un point de vue strictement fonctionnel : un flux binaire se présente à l un des émetteurs et doit être transmis par des moyens adéquats à l un des récepteurs situés sur le réseau. Le système fonctionne convenablement si le même flux binaire peut être reproduit à la sortie du récepteur de destination. Les aspects suivants ne sont donc pas pris en compte: la signification des bits transmis et donc l application desservie par le système de transmission; le protocole d accès multiple permettant à plusieurs utilisateurs de partager une même ressource physique sur le réseau; l implémentation des différents modules constituant le système au moyen de composants électroniques. L exercice proposé consiste à simuler la chaîne de transmission numérique, correspondant au réseau câblé, à l aide du logiciel matlab. L exercice pourra être réalisé individuellement, ou bien par groupes de 2 étudiants. Les grandes étapes de la chaine de simulation sont les suivantes : génération des messages binaires génération du signal transmis en fonction de la modulation choisie simulation du canal et du bruit simulation de filtres analogiques réception par filtre adapté synchronisation temporelle décodage des messages binaires calcul du taux d'erreur Méthode(s) Support(s) Travail sur logiciel Matlab. Les premières séances sont encadrées et consacrées : A l'explication de la chaine de communication à simuler A l'apprentissage de Matlab Les dernières séances ne sont pas encadrées, à l'exception de quelques séances de questions-réponses. Un rapport complet et soigné devra être remis. Ce rapport devra contenir: Un exposé de 15 à 25 pages, illustré de résultats graphiques commentés (fichier pdf), Le code matlab utilisé pour obtenir les résultats (fichiers.m). Des rapports intermédiaires seront exigés pour évaluer l'avancement du travail. En outre, chaque étudiant sera interrogé sur le contenu de son rapport lors de l examen oral de juin. Document explicatif du projet reprenant la description complète des étapes à effectuer et des conseils d'utilisation de Matlab, disponible sur Eole. Aide Matlab en ligne (site web Mathworks). Référence(s) Simon Haykin, «Communication Systems», Wiley, 4 ème édition, Information(s) complémentaire(s) Néant. Compétence(s) - Capacité(s)

5 C1 - Communiquer avec les collaborateurs, les clients CA1.1 - Rédiger des rapports, cahiers des charges, fiches techniques et manuels CA1.3 - S'exprimer de manière adaptée en fonction du public C3 - Analyser une situation suivant une méthode de recherche scientifique CA3.1 - Identifier, traiter et synthétiser les données pertinentes CA3.3 - Transposer les résultats des études à la situation traitée CA3.4 - Exercer un esprit critique CA3.5 - Effectuer des choix appropriés C4 - Innover, concevoir ou améliorer un système CA4.5 - Modéliser, calculer et dimensionner des systèmes C6 - Utiliser des procédures et des outils CA6.1 - Exploiter le logiciel approprié pour résoudre une tâche spécifique CA6.2 - Effectuer des tests, des contrôles, des mesures, des réglages Acquis d apprentissage(s) terminaux visé(s) Acquis d apprentissage terminaux : Planifie les différentes tâches nécessaires à la réalisation ou au suivi d un projet. ( AAT 09) Acquis d apprentissage terminaux : Synthétise les résultats des études et recherches en les transposant à la situation concernée ainsi qu à d autres situations complexes. ( AAT 03) Acquis d apprentissage terminaux : Réalise les tâches spécifiques en exploitant des outils, méthodes et/ou procédures propres aux situations rencontrées. ( AAT 11) Acquis d apprentissage terminaux : Présente oralement ou par écrit des informations structurées et personnalisées issues de différentes sources ou de sa réflexion, à destination des différents interlocuteurs dans la langue requise. ( AAT 14) Acquis d apprentissage terminaux : Dimensionne, à partir de calculs, différents éléments constitutifs d un système (structure, dispositif, installation, matériel, ). ( AAT 16)