PLAN DE COURS Automne 2014

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1 PLAN DE COURS Automne 2014 GEL Systèmes de communications Informations générales Crédits : 0 Temps consacré : Mode d'enseignement : Présentiel Site Web : Intranet Pixel : Enseignant(s) : Chouinard, [email protected] Jean-Yves Responsable : à déterminer Date d'abandon sans échec avec 16 Septembre 2014 à 23h59 remboursement : Date d'abandon sans échec sans 11 Novembre 2014 à 23h59 remboursement : Description sommaire Le cours vise à donner une vision globale et à analyser les fonctions essentielles des divers systèmes de télécommunications analogiques et numériques, et à en déduire les caractéristiques minimales. Le cours couvre à la fois les notions de systèmes, de signaux, des diverses modulations analogiques et numériques et les techniques et moyens de propagation sur lesquels s'appuient ces systèmes. Le cours constitue une première véritable application de la théorie des signaux et des systèmes actuellement en usage. Liens avec le(s) programme(s) Ce cours participe à la poursuite des objectifs suivants : connaître les technologies pertinentes aux divers champs d'application du génie électrique; exploiter les connaissances acquises pour la conception et la réalisation de systèmes dans les différents champs d'application du génie électrique. acquérir une dextérité de base dans la manipulation d'appareils et l'assemblage de dispositifs et être capable d'encadrer le personnel technique qui en a la charge; développer l'ouverture sur des champs d'applications tels que la fabrication de matériel d'ordinateur, la conception de logiciels complexes, la commande industrielle, la conception et la fabrication assistées par ordinateur, l'instrumentation et la mesure, les systèmes intelligents, 1/6

2 le multimédia, la réalité virtuelle ou encore les communications numériques; faire preuve de soin et de dextérité dans la mise en forme de prototypes et de réalisations et être capable d'encadrer le personnel technique qui en a la charge. Objectifs À la fin de ce cours, l'étudiant devra être en mesure de : Comprendre et analyser le fonctionnement de systèmes de communications complexes, identifier les concepts physiques donnant les particularités de ces systèmes et prédire de façon correcte les performances selon les contraintes de l'application envisagée. Reconnaître les différentes fonctions présentes dans les émetteurs et récepteurs et les équipements associés en communications analogique, numérique, cellulaires, par satellites et optique. Identifier et caractériser ces fonctions par des mesures dans les domaines temporel et fréquentiel en utilisant des signaux déterministes et des signaux aléatoires. Connaître, caractériser et prendre en compte l'impact du bruit sur les systèmes de communication. Contenu Notions de systèmes (2h) : Vision globale des mécanismes qui affectent la conception et la performance des systèmes de télécommunications. Phénomènes physiques utilisés selon la fréquence, la propagation, le bruit. Bruit dans les systèmes de communications (1h) : Sources de bruit, densité spectrale, facteur de bruit, température de bruit. Représentation des signaux et télécommunications (3h) : Transformée de Fourier et ses propriétés, énergie et puissance, dualité temps-fréquence, transformée de Hilbert, pré-enveloppe d'un signal et représentation complexe en bande de base. Modulation d'amplitude (6h) Modulations DSB-SC, SSB et VSB, représentations temporelle et fréquentielle, techniques de modulation et de démodulation, multiplexage fréquentiel, récepteur superhétérodyne. Modulation angulaire (6h) : Modulation de fréquence et de phase : représentations temporelle et fréquentielle, techniques de modulation à bande étroite et à bande large, techniques de démodulation, utilisation de la boucle à verrouillage de phase, radiodiffusion stéréophonique FM. Modulations pulsées, codées (6h) : Formes et usages. Multiplexage temporel. Structure de modulation et démodulation. PCM, PWM, PPM., hiérarchie des systèmes téléphoniques. Synchronisation 2/6

3 Communications numériques et spatiales (4h) : Bande de base et bande passante. Modulations ASK, FSK, PSK. Systèmes binaires et M-aires. Représentation temporelle et fréquentielle, transmission de données, étalement spectral. Systèmes cellulaires et personnels (4h) : Conception, transmission des signaux, probabilité d'erreurs, réception RF. Réseaux micro-ondes (2h) : Conception, diversité gain du système, bilan de liaison. Systèmes de satellites (3h) : Communication globale, orbite géostationnaire à défilement, CDMA, FDMA, TDMA. Antennes et propagation (3h) : Rayonnement, antennes classiques, réseaux. Systèmes optiques (2h) : Composant, transmission, réception, caractéris Consignes sur les travaux Laboratoire #1 Analyse spectrale Laboratoire #2 Modulation d'amplitude Laboratoire #3 Réception d'un signal MA Laboratoire #4 Modulation de fréquence Laboratoire #5 Réception MF Laboratoire #6 Échantillonnage et quantification Laboratoire #7 Modulation PCM Laboratoire #8 Bruit dans les systèmes de télécommunications. Déroulement du cours Trois heures d'enseignement magistral par semaine. Les laboratoires sont à remettre suivant l'échéancier défini en début de session. Détails sur les modalités d'évaluation Laboratoires et devoirs (40 %) Examen mi-session (30 %). 3/6

4 Examen final (30 %) La note de passage est normalement fixée à 50 %. Échelle des cotes Ce bloc obligatoire n'a pas été complété. Bibliographie Références obligatoires 1) Leon W. Couch, Digital and Analog Communications Systems, 8e édition, Prentice-Hall, 2013, ISBN ) Jean-Yves Chouinard, GEL-3006 Systèmes de communications, notes de cours, Université Laval, septembre ) GEL-3006 Systèmes de communications, notes de laboratoires, septembre Autres références : (facultatives) 4) Rodger E. Ziemer et William H. Tranter, Principles of Communications: Systems, Modulation and Noise, 6e édition, John Wiley and Sons, 2009, ISBN ) Simon Haykin et Michael Moher, Communication Systems, 5e édition, John Wiley and Sons, 2009, ISBN ) Simon Haykin et Michael Moher, Introduction to Analog and Digital Communications, 2e édition, John Wiley and Sons, 2007, ISBN ) John G. Proakis et Masoud Salehi, Communication Systems Engineering, 4e édition, Prentice-Hall, ) Ferrel G. Stremler, Introduction to Communication Systems, 3e édition, Addison-Wesley, ) Pierre-Gérard Fontolliet, Systèmes de Télécommunications, Presses Polytechniques Romandes, ) Jean-Claude Bic, Daniel Duponteil et Jean-Claude Imbeaux, Élements de Communications Numériques (volumes 1 et 2), Dunod, 1986 (traduction en anglais: Elements of Digital Communication, John Wiley and Sons, 1991). Horaire et disponibilités Cours en classe : Mardi 11h30 à 12h20PLT /6

5 Mercredi 10h30 à 12h20PLT-2505 Laboratoire : Mardi 08h30 à 11h20PLT-3105 Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation L'utilisation d'appareils électroniques (cellulaire ou autre appareil téléphonique sans fil, pagette, baladeur, agenda électronique, etc.) est interdite au cours d'une séance d'évaluation et de toute autre activité durant laquelle l'enseignant l'interdit. De plus, seuls certains modèles de calculatrices sont autorisés durant les séances d'évaluation. Les modèles suivants sont autorisés : Hewlett Packard HP 20S, HP 30S, HP 32S2, HP 33S, HP 35S Texas Instrument TI-30Xa, TI-30XIIB, TI-30XIIS, TI-36X, BA35 Sharp EL-531*, EL-535-W535, EL-546*, EL-510 R, EL-520* FX-260, FX-300 MS, FX-350 MS, FX-300W Plus, FX-991MS, Casio FX-991ES * Calculatrices Sharp: sans considération pour les lettres qui suivent le numéro Dans tous ces cas, la calculatrice doit être validée par une vignette autocollante émise par la COOP étudiante ZONE. Information spécifique aux étudiants de l'école d'actuariat Les calculatrices autorisées lors des examens sont uniquement les modèles répondant aux normes de la Society of Actuaries et de la Casualty Actuarial Society pour leurs examens, soit les modèles Texas Instruments suivants : BA-35 (solaire ou à pile) BA II Plus BA II Plus Professional TI-30Xa TI-30X II (IIS ou IIB) TI-30X MultiView (XS ou XB) Politique sur le plagiat et la fraude académique Règles disciplinaires Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'université Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des sanctions qui sont prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre connaissance des articles 28 à 32 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse suivante: Plagiat 5/6

6 Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le fait de: 1. copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source; 2. résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en mentionner la source; 3. traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance; 4. remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant); 5. remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires. L'Université Laval étant abonnée à un service de détection de plagiat, il est possible que l'enseignant soumette vos travaux pour analyse. Étudiants ayant un handicap, un trouble dapprentissage ou un trouble mental Les étudiants qui ont une lettre d'attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un conseiller du secteur Accueil et soutien aux étudiants en situation de handicap (ACSESH) doivent impérativement se conformer à la politique d'accommodations scolaires aux examens de la Faculté des sciences et de génie qui peut être consultée à l'adresse : 6/6