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Auteur(s)
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Hikmet SARI : Chef de Département d’Études à la Société Anonyme de Télécommunications (SAT) - Professeur Associé à Télécom Paris
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Lire l’articleINTRODUCTION
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 le signal de la source vers le destinataire avec le plus de fiabilité possible.
Le schéma synoptique d’un système de transmission numérique est donné à la figure 1 où l’on se limite aux fonctions de base. La source émet un message numérique sous la forme d’une suite d’éléments binaires. Le codeur englobe en général deux fonctions fondamentalement différentes. La première, appelée codage en ligne, associe un support physique adéquat aux éléments abstraits émis par la source. La seconde, appelée codage correcteur d’erreurs, consiste à introduire de la redondance dans le signal émis en vue de le protéger contre le bruit et les perturbateurs présents sur le canal de transmission. La modulation a pour rôle d’adapter le spectre du signal au canal (milieu physique) sur lequel il sera émis. Enfin, du côté récepteur, les fonctions de démodulation et de décodage sont les inverses respectifs des fonctions de modulation et de codage situées du côté émetteur.
La qualité d’un système de transmission est évaluée, en général, en calculant la probabilité d’erreur par bit (élément binaire) transmis. Celle-ci est fonction de la technique de transmission utilisée, mais aussi du canal sur lequel le signal est transmis. Une autre caractéristique essentielle est l’occupation spectrale du signal émis. Pour utiliser efficacement le spectre disponible sur le canal de transmission, on est contraint d’utiliser de plus en plus des modulations à grande efficacité spectrale. Le troisième aspect important d’un système de transmission est la complexité du récepteur dont la fonction est de restituer le signal émis. Ainsi, les performances (probabilité d’erreur par bit), l’occupation spectrale et la complexité du récepteur constituent les trois caractéristiques principales permettant de comparer entre elles les différentes techniques de transmission.
Cet article présente les techniques de transmission numérique avec une attention particulière sur les fonctions de base. Il est organisé en six paragraphes. Le premier est consacré à la transmission en bande de base et à la modélisation du canal ; le second décrit les techniques de modulation, leurs performances et leurs efficacités spectrales ; le troisième présente le codage correcteur d’erreur dont l’objectif est d’améliorer les performances dans un milieu bruité ; le quatrième présente les techniques d’égalisation adaptative que l’on utilise pour compenser les distorsions subies par le signal lors de la transmission ; le cinquième est consacré à la présentation des techniques de synchronisation de rythme (horloge) et de porteuse nécessaires pour démoduler le signal et l’échantillonner pour en extraire l’information émise. Enfin, le dernier paragraphe présente les principaux domaines d’application et les techniques utilisées.
VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 1978 par René SALVADOR
- Version archivée 2 de juin 1986 par René SALVADOR
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4. Égalisation du canal
Si le canal de transmission avait une atténuation constante et un déphasage linéaire sur la bande du signal, il ne modifierait pas la forme des impulsions émises et le récepteur recevrait tout simplement une version bruitée du signal émis. En pratique, ces deux conditions ne sont que très rarement vérifiées et la réponse du canal a besoin d’être égalisée pour éliminer la distorsion du signal reçu. Par ailleurs, la réponse du canal est en général inconnue et, de plus, susceptible de varier au cours du temps. Son égalisation nécessite alors un égaliseur adaptatif capable de s’adapter au canal et de poursuivre ses variations temporelles. Dans ce paragraphe, nous allons d’abord donner un modèle discret du canal de transmission et nous décrirons ensuite les structures d’égaliseur et les algorithmes d’adaptation.
4.1 Modèle du canal
Un schéma synoptique du système de transmission est donné à la figure 42. Ce schéma simplifié n’inclut que les fonctions pertinentes, à savoir : les filtres d’émission et de réception, le milieu physique de transmission, ainsi que les fonctions de modulation et de démodulation. À l’émission, le signal est filtré par un filtre de réponse impulsionnelle fe (t ) ou de fonction de transfert Fe(ω ). Il est ensuite envoyé vers un modulateur linéaire qui effectue un décalage en fréquence du spectre pour le centrer sur la fréquence porteuse f0 (ou sur la pulsation porteuse (ω0 = 2πf0).
La fonction de transfert du milieu de transmission est notée C (ω ). Le canal ajoute aussi un bruit blanc gaussien w (t ). Côté récepteur, le signal reçu est d’abord démodulé et ensuite filtré par un filtre de réception de réponse impulsionnelle fr(t ) [ou fonction de transfert Fr(ω )]. Ensuite, le signal filtré est échantillonné à la cadence d’émission des symboles avant d’être envoyé vers le détecteur. Pour simplifier la notation, T désignera par la suite la durée symbole et donc 1/T la cadence d’émission des symboles.
Dans le domaine fréquentiel, le signal x (t ) en sortie du filtre de réception est relié au signal...
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