Transmission numérique sur fréquence porteuse

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Généralités

La puissance des signaux numériques basses fréquences peut être dimensionnées sans difficulté de façon à pouvoir les transmettre directement sur une liaison bifilaire ou coaxiale. Ils ne peuvent être transmise à l'état par voie hertzienne ou satellitaire, technique qui nécessite l'utilisation d'une porteuse donc le rayonnement soit exploitable. Ces types de liaison sont caractérisées par:

  • La densité spectrale d'information en bit/s/Hz.
  • Occupation spectrale O en KHz/voie
  • Le tau d'erreur E

Nous allons donc étudier les diverses moyens d'une modulation numérique d'une porte haute fréquence permettant d'atteindre ces objectifs.
Les systèmes de modulation binaire ont tous pour principe de modifier de façon discontinue l'amplitude, la fréquence ou la phase de la porteuse qui peut aussi prendre l'une ou des deux valeurs "0" et "1". On distingue 3 types de modulation numérique:

  • La modulation par commutation d'amplitude (ASK : Amplitude Shift Keying)
  • La modulation par commutation de fréquence (FSK : Frequency Shift Kenying)
  • La modulation par commutation de phase (PSK : Phase Shift Keying)

Tout autre type de modulation est une variante de ces 3 modulations.


Liaison hertzienne numérique

Densité spectrale d'information : C'est un paramètre important permettant de caractériser l'efficacité d'une modulation A=D/B (Bits/s/Hz)
D : débit binaire en bits/s
B : bande passante occupée par le signal en Hz.
L'occupation spectrale O permet de comparer les équipements numériques aux équipements analogiques.
O = bande passante / nombre de voie
A chaque type de modulation est associé le rapport signal reçu à bruit créé par le canal. La qualité d'une transmission est caractérisée par la valeur du taux d'erreur. Ce taux d'errer est le rapport entre le bit erroné et le nombre de bit transmis pendant une durée quelconque. Ce taux d'erreur étroitement lié au rapport signal sur bruit (S/N).
Pour un taux d'erreur donné, le rapport S/N, la puissance Pr à l'entrée d'un récepteur, et la bande passante du récepteur Br sont liés par la formule suivante.
Pr = S/N(dB) + F(dB) + 10.Log(KTB)
S/N : Rapport signal sur bruit
F : Facteur du récepteur F appartient à [3 ; 7]
B : bande passante
T : température absolue du récepteur en Kelvin (+273°)
K : constante de Boltzmann = 1,38x10-28J/K

Gain de liaison

C'est la différence en dB entre la puissance émise à la sortie de l'émetteur et la puissance reçue.
G = 10.LogPT/PR
PT = G+PR (dB)
PR = S/N(dB) + F(dB) + 10.Log(KTB)

 


Structure générale d'une liaison hertzienne

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Multiplexeur d'exploitation

L'exploitation du faisceau hertzien nécessite la transmission d'un certain nombre de signaux: voie de service, ordre de télécommande, ordre de communication etc. De même il existe des possibilités d'accès supplémentaires. Ces informations sont regroupées à un multiplex appelé multiplex d'exploitation.

Multiplexeur de trame

Ces sous ensembles assurent le multiplexage du multiplex d'exploitation et le multiplex de communication.

Logique de codage

Lorsqu'il s'agit d'une modulation PSK, on préfère transmettre le saut de phase pour chaque échantillon plutôt que la différence de la phase entre deux échantillons qui se succèdent. Un codage différentiel est donc nécessaire dans le récepteur.

Modulation FI : Fréquence Intermédiaire

Il effectue une modulation d'amplitude, de phase ou de fréquence.

Radiofréquence

Ces sous systèmes comprennent un oscillateur local d'émission, un mélangeur d'émission, un amplificateur de puissance, un filtre passe bande et un coupleur d'antenne.

 


Cas du récepteur

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Dans le cas du récepteur on distingue 3 parties qui sont :

  • Une partie radio électrique comportant l'antenne, le filtre à faible bruit, un mélangeur de réception.
  • La partie fréquence intermédiaire : le signal FI sortant du mélangeur doit subir une correction de distorsion (effet de propagation). La partie FI comporte un correcteur de distorsion, un amplificateur FI et un démodulateur.
  • La bande de base : comporte un régénérateur, un récepteur, un démixeur.