COURS 5. Transmission sur onde porteuses : modulations numériques

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Vincent Morency
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1 COURS 5. Transmission sur onde poreuses : modulaions numériques Cyrille SICLET Cyrille.Sicle@ujf-grenoble.fr 5.1 Principe 5.2 Modulaions d ampliude 5.3 Modulaions de phase 5.4 Modulaions d ampliude en quadraure 5.5 Modulaions de fréquence 5.6 Modulaions muliporeuses 1

2 5.1 Principe 2

3 5.1 Principe (1/2) Informaion ransmise par une onde élecromagnéique Champ élecromagnéique sinusoïdal : E sin (2πf 0 + φ) f 0 : fréquence (poreuse) E : ampliude φ phase signal coninu informaion véhiculée par l ampliude, la phase ou la fréquence 3

4 5.1 Principe (2/2) : Exemples de modulaions Informaion à ransmere Modulaion d ampliude : informaion véhiculée par l ampliude Ici : 0 E sin 2πf 0 ; 1 2E sin 2πf 0 Modulaion de fréquence : informaion véhiculée par la fréquence Ici : 0 E sin 2π(2f 0 ) ; 1 E sin 2πf 0 Modulaion de phase : informaion véhiculée par la phase Ici : 0 E sin (2πf 0 +π) ; 1 E sin 2πf 0 4

5 5.2 Modulaions d ampliude 5

6 5.2 Modulaions d ampliude (1/2) Modulaion de l ampliude du signal 1 élecromagnéique Terminologie anglaise : ASK (Ampliude Shif Keying) Modulaion bivalene (2-ASK) : uilisaion de deux ampliudes : 0 E; 1 2E Exemple : Signal à ransmere Modulaion d ampliude 6

7 5.2 Modulaions d ampliude (2/2) Modulaion à 4 éas : (4-ASK) : uilisaion de 4 ampliudes : 00 E ; 01 2E ; 10 3E ; 11 4E ou bien 00-3E ; 01 -E ; 10 E ; 11 3E pour réduire la puissance nécessaire Cas général : modulaion à 2 K éas (2 K -ASK) pour ransmere K bis pendan une période 7

8 5.3 Modulaions de phase 8

9 5.3 Modulaions de phase (1/2) Modulaion de la phase du signal élecromagnéique Terminologie anglaise : PSK (Phase Shif Keying) Modulaion bivalene (2-PSK ou BPSK Binary PSK) : uilisaion de deux phases : 0 π ; 1 0 Exemple : Signal à ransmere Modulaion de phase

10 5.3 Modulaions de phase (2/2) Modulaion à 4 éas : (4-PSK ou QPSK : quaernary PSK) : uilisaion de 4 ampliudes : Bis à ransmere Phase 0 π/2 π 3π/2 Signal ransmis E sin 2πf 0 E cos 2πf 0 - E sin 2πf 0 -E cos 2πf 0 Cas général : modulaion à 2 K éas (2 K -PSK) pour ransmere K bis pendan une période 10

11 5.4 Modulaions d ampliude en quadraure 11

12 5.4 Modulaions d ampliude en quadraure (1/3) Modulaion de l ampliude ET de la phase du signal élecromagnéique Terminologie anglaise : QAM (Quadraure Ampluide Modulaion) Pourquoi modulaion «en quadraure»? E sin (2πf 0 + φ) = = [E cos φ] sin 2πf 0 + [E sin φ] cos 2πf 0 = [E cos φ] sin 2πf 0 + [E sin φ] sin (2πf 0 + π/2) ransmission de 2 poreuses en quadraure (décalées de π/2) 12

13 5.4 Modulaions de phase (2/3) Modulaion à 4 éas : (4-QAM) : uilisaion de 2 ampliudes e de 2 phase : Bis à ransmere Phase 0 π/2 0 π/2 Ampliude E E -E -E Signal ransmis E sin 2πf 0 E cos 2πf 0 - E sin 2πf 0 -E cos 2πf 0 ici, 4-QAM e 4-PSK coïnciden Cas général : modulaion à 2 2K éas (2 2K -QAM) pour ransmere 2K bis pendan une période 13

14 5.4 Modulaions d ampliude en quadraure (3/3) Noaion équivalene : E sin (2πf 0 + φ) = a sin 2πf 0 + b cos 2πf 0 Avec : a = E cos φ e b = E sin φ Consellaion associée à une modulaion représenaion de l ampliude e de la 101 phase dans le plan complexe symbole complexe ransmis : a + j b = E exp(j φ) Modulaion de phase à 8 éas 14

15 5.5 Modulaions de fréquence 15

16 5.5 Modulaions de fréquence (1/2) Modulaion de la fréquence du signal élecromagnéique Terminologie anglaise : FSK (Frequence Shif Keying) Modulaion bivalene (2-FSK) : uilisaion de deux fréquence : 0 f 0 ; 1 f 1 Exemple : 1 Signal à ransmere Modulaion de fréquence 16

17 5.5 Modulaions de fréquence (2/2) Modulaion à 4 éas : (4-FSK) : uilisaion de 4 fréquences : Bis à ransmere Fréquence f 0 f 1 f 2 f 3 Signal ransmis E sin f 0 E sin f 1 E sin f 2 E sin f 3 Cas général : modulaion à 2 K éas (2 K -FSK) pour ransmere K bis pendan une période Remarque : pas de consellaion associée 17

18 5.6 Modulaions muliporeuses 18

19 5.6 Modulaions muliporeuses Uilisaion de plusieurs fréquences poreuses : Transmission d une somme de QAM, PSK ou ASK, avec différenes fréquences poreuses Terminologie anglo-saxone : DMT (Discree MuliTone) sur liaison filaire ; OFDM (Orhogonal Frequency Division Muliplex) sans fil Inérê : meilleures uilisaion des ressources specrales Applicaions praiques : DMT : ADSL, OFDM : TNT e Wifi IEEE a/g 19

20 Exercice On désire ransmere la suie de bis , dessinez les signaux ransmis par un modem : a) en modulaion de phase à 2 éas. b) en modulaion de phase quadrivalene. 20

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