diff --git a/communications-numeriques/main.tex b/communications-numeriques/main.tex index 75c0d1c..39b8d52 100644 --- a/communications-numeriques/main.tex +++ b/communications-numeriques/main.tex @@ -1591,6 +1591,214 @@ Le coefficient $\alpha$, dit \emph{d'arrondi}, est appelé \emph{roll-off filter}. + $\alpha=0$ donne le filtre passe-bas idéal, de fréquence de coupure $\frac{1}{2T}$. \\ + $\alpha=1$ donne un filtre en cosinus surélevé. \\ + En pratique, on va prendre $0.3 \leq \alpha \leq 0.7$, mais pour toute valeur de $\alpha$, il n'y aura pas d'IIS\@. + \section{Transmission sur onde porteuse~: les modulations numériques} + La modulation numérique a deux intérêts~: + \begin{enumerate} + + \item \textbf{Adapter le signal au canal de transmission} --- + Cela consiste à moduler une porteuse $p(t)$ par le signal d'information $x(t)$ et à transmettre le signal modulé $e(t)$ sur le canal de transmission. + À la réception, on fait le contraire (démodulation)~: à partir du signal $r(t)$ on obtient $x(t)_e$, idéalement égal à $e(t)$. + + \item \textbf{Multiplexer plusieurs signaux sur un même canal de transmission} --- + Si l'on additionne les différents signaux à transmettre, impossible de les différencier à l'arrivée. + Par contre, on peut moduler les porteuses de fréquences différentes afin de dissocier les spectres. + + \hfill + \begin{tikzpicture}[scale=2] + \draw (-1,0) -- (1,0); + \foreach \i in {-1,-0.5,...,1}{ + \draw (\i,0) -- (\i,0.04); + \node at (\i,-0.2) {\tiny \i}; + } + \draw[blue,very thick] (0,0) -- (0,1); + \end{tikzpicture} + \hfill + \begin{tikzpicture}[scale=2] + \draw (-1,0) -- (1,0); + \foreach \i in {-1,-0.5,...,1}{ + \draw (\i,0) -- (\i,0.04); + \node at (\i,-0.2) {\tiny \i}; + } + \draw[red,very thick] (0,0) -- (0,1); + \end{tikzpicture} + \hfill + \begin{tikzpicture}[scale=2] + \draw (-1,0) -- (1,0); + \foreach \i in {-1,-0.5,...,1}{ + \draw (\i,0) -- (\i,0.04); + \node at (\i,-0.2) {\tiny \i}; + } + \draw[green,very thick] (0,0) -- (0,1); + \end{tikzpicture} + \hfill{} + + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[scale=2] + \draw [thick,decorate, decoration={brace,amplitude=10pt}] (3.5,1.4) -- (-3.5,1.4); + \draw (-1,0) -- (1,0); + \foreach \i in {-1,-0.5,...,1}{ + \draw (\i,0) -- (\i,0.04); + \node at (\i,-0.2) {\tiny \i}; + } + \draw[blue,very thick] (-0.25,0) -- (-0.25,1); + \draw[blue,very thick] (0.25,0) -- (0.25,1); + \draw[red,very thick] (-0.5,0) -- (-0.5,1); + \draw[red,very thick] (0.5,0) -- (0.5,1); + \draw[green,very thick] (-0.75,0) -- (-0.75,1); + \draw[green,very thick] (0.75,0) -- (0.75,1); + \end{tikzpicture} + \end{center} + + \end{enumerate} + + \subsection{Principe de la modulation} + + Soit $m(t)$ le signal d'information à transmettre. + Soit la porteuse $p(t) = A \cos(2\pi ft + \varphi)$. + + Moduler, c'est changer une ou deux caractéristiques de la porteuse suivant $m(t)$~: + + \begin{itemize} + \item $A$~: modulation d'amplitude + \item $f$~: modulation de fréquence + \item $\varphi$~: modulation de phase + \item $A$ et $\varphi$~: modulation de phase et d'amplitude + \end{itemize} + + \subsection{Modulation d'amplitude (ASK, Amplitude Shift Keying)} + + On choisit deux amplitudes différentes pour les 0 et les 1 dans le cas d'un signal bivalent. + Sinon, le OOF (On/Off Keying), c'est quand 0 = aucun signal et 1 = la porteuse. + + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[scale=1] + \draw (0,0) -- (11,0); + \foreach \i in {0,1,...,11}{ + \draw[dashed,black!60] (\i,-1.3) -- (\i,1.5); + } + \foreach \i in {0,3,5}{ + \node at (\i+0.5,1.5) {\small 00}; + } + \foreach \i in {1,8}{ + \node at (\i+0.5,1.5) {\small 11}; + } + \foreach \i in {2,4,9,10}{ + \node at (\i+0.5,1.5) {\small 01}; + } + \foreach \i in {6,7}{ + \node at (\i+0.5,1.5) {\small 10}; + } + \draw[red,thick] + (0,0) sin (0.125,-0.25) cos (0.25,0) sin (0.375,0.25) cos (0.5,0) + sin (0.625,-0.25) cos (0.75,0) sin (0.875,0.25) cos (1,0) + sin (1.125,-1) cos (1.25,0) sin (1.375,1) cos (1.5,0) + sin (1.625,-1) cos (1.75,0) sin (1.875,1) cos (2,0) + sin (2.125,-0.5) cos (2.25,0) sin (2.375,0.5) cos (2.5,0) + sin (2.625,-0.5) cos (2.75,0) sin (2.875,0.5) cos (3,0) + sin (3.125,-0.25) cos (3.25,0) sin (3.375,0.25) cos (3.5,0) + sin (3.625,-0.25) cos (3.75,0) sin (3.875,0.25) cos (4,0) + sin (4.125,-0.5) cos (4.25,0) sin (4.375,0.5) cos (4.5,0) + sin (4.625,-0.5) cos (4.75,0) sin (4.875,0.5) cos (5,0) + sin (5.125,-0.25) cos (5.25,0) sin (5.375,0.25) cos (5.5,0) + sin (5.625,-0.25) cos (5.75,0) sin (5.875,0.25) cos (6,0) + sin (6.125,-0.75) cos (6.25,0) sin (6.375,0.75) cos (6.5,0) + sin (6.625,-0.75) cos (6.75,0) sin (6.875,0.75) cos (7,0) + sin (7.125,-0.75) cos (7.25,0) sin (7.375,0.75) cos (7.5,0) + sin (7.625,-0.75) cos (7.75,0) sin (7.875,0.75) cos (8,0) + sin (8.125,-1) cos (8.25,0) sin (8.375,1) cos (8.5,0) + sin (8.625,-1) cos (8.75,0) sin (8.875,1) cos (9,0) + sin (9.125,-0.5) cos (9.25,0) sin (9.375,0.5) cos (9.5,0) + sin (9.625,-0.5) cos (9.75,0) sin (9.875,0.5) cos (10,0) + sin (10.125,-0.5) cos (10.25,0) sin (10.375,0.5) cos (10.5,0) + sin (10.625,-0.5) cos (10.75,0) sin (10.875,0.5) cos (11,0) + ; + \end{tikzpicture} + \end{center} + + \subsection{Modulation de fréquence (FSK, Frequency Shift Keying)} + + On attribue des fréquences de porteuses différentes en fonction de la valeur à coder. + + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[scale=1] + \draw (0,0) -- (11,0); + \foreach \i in {0,1,...,11}{ + \draw[dashed,black!60] (\i,-1.3) -- (\i,1.5); + } + \foreach \i in {0,1,4,6,7,8,10}{ + \node at (\i+0.5,1.5) {\small 0}; + } + \foreach \i in {2,3,5,9}{ + \node at (\i+0.5,1.5) {\small 1}; + } + \draw[red,thick] + (0,1) cos (0.25,0) sin (0.5,-1) cos (0.75,0) sin (1,1) + cos (1.25,0) sin (1.5,-1) cos (1.75,0) sin (2,1) + cos (2.125,0) sin (2.25,-1) cos (2.375,0) sin (2.5,1) + cos (2.625,0) sin (2.75,-1) cos (2.875,0) sin (3,1) + cos (3.125,0) sin (3.25,-1) cos (3.375,0) sin (3.5,1) + cos (3.625,0) sin (3.75,-1) cos (3.875,0) sin (4,1) + cos (4.25,0) sin (4.5,-1) cos (4.75,0) sin (5,1) + cos (5.125,0) sin (5.25,-1) cos (5.375,0) sin (5.5,1) + cos (5.625,0) sin (5.75,-1) cos (5.875,0) sin (6,1) + cos (6.25,0) sin (6.5,-1) cos (6.75,0) sin (7,1) + cos (7.25,0) sin (7.5,-1) cos (7.75,0) sin (8,1) + cos (8.25,0) sin (8.5,-1) cos (8.75,0) sin (9,1) + cos (9.125,0) sin (9.25,-1) cos (9.375,0) sin (9.5,1) + cos (9.625,0) sin (9.75,-1) cos (9.875,0) sin (10,1) + cos (10.25,0) sin (10.5,-1) cos (10.75,0) sin (11,1) + ; + \end{tikzpicture} + \end{center} + + \subsection{Modulation de phase (PSK, Phase Shift Keying)} + + On applique un déphasage pour différencier les séquences binaires par rapport à la phase de la porteuse, qui sert de référence. + + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[scale=1] + \draw (0,0) -- (11,0); + \foreach \i in {0,1,...,11}{ + \draw[dashed,black!60] (\i,-1.3) -- (\i,1.5); + } + \foreach \i in {0,1,4,6,7,8,10}{ + \node at (\i+0.5,1.5) {\small 0}; + } + \foreach \i in {2,3,5,9}{ + \node at (\i+0.5,1.5) {\small 1}; + } + \draw[red,thick] + (0,0) sin (0.125,-1) cos (0.25,0) sin (0.375,1) cos (0.5,0) + sin (0.625,-1) cos (0.75,0) sin (0.875,1) cos (1,0) + sin (1.125,-1) cos (1.25,0) sin (1.375,1) cos (1.5,0) + sin (1.625,-1) cos (1.75,0) sin (1.875,1) cos (2,0) + sin (2.125,1) cos (2.25,0) sin (2.375,-1) cos (2.5,0) + sin (2.625,1) cos (2.75,0) sin (2.875,-1) cos (3,0) + sin (3.125,1) cos (3.25,0) sin (3.375,-1) cos (3.5,0) + sin (3.625,1) cos (3.75,0) sin (3.875,-1) cos (4,0) + sin (4.125,-1) cos (4.25,0) sin (4.375,1) cos (4.5,0) + sin (4.625,-1) cos (4.75,0) sin (4.875,1) cos (5,0) + sin (5.125,1) cos (5.25,0) sin (5.375,-1) cos (5.5,0) + sin (5.625,1) cos (5.75,0) sin (5.875,-1) cos (6,0) + sin (6.125,-1) cos (6.25,0) sin (6.375,1) cos (6.5,0) + sin (6.625,-1) cos (6.75,0) sin (6.875,1) cos (7,0) + sin (7.125,-1) cos (7.25,0) sin (7.375,1) cos (7.5,0) + sin (7.625,-1) cos (7.75,0) sin (7.875,1) cos (8,0) + sin (8.125,-1) cos (8.25,0) sin (8.375,1) cos (8.5,0) + sin (8.625,-1) cos (8.75,0) sin (8.875,1) cos (9,0) + sin (9.125,1) cos (9.25,0) sin (9.375,-1) cos (9.5,0) + sin (9.625,1) cos (9.75,0) sin (9.875,-1) cos (10,0) + sin (10.125,-1) cos (10.25,0) sin (10.375,1) cos (10.5,0) + sin (10.625,-1) cos (10.75,0) sin (10.875,1) cos (11,0) + ; + \end{tikzpicture} + \end{center} + + Représentation trigonométrique~: \emph{constellation}. + \end{document}