Technique de transmission de l'information - 4PMRTTI5

Objectif(s)

L'objectif de ce cours est de connaître les techniques fondamentales permettant de concevoir des 'circuits communicants'.
Plus précisément, il s'agit de :

• connaître les codages et formats de modulation RF
• savoir estimer et mesurer la qualité d'un signal numérique, savoir la qualifier par rapport aux différents standards de communication
• connaître le rôle des différents blocs d’une chaîne de transmission, savoir estimer leur impact sur la qualité du signal numérique transmis pour mieux comprendre comment optimiser la chaîne globale
• connaître et savoir implémenter les principaux protocoles d’accès et de liaison de données
• connaître le principe de fonctionnement des réseaux

Des séances de travaux pratiques permettront d'illustrer par la pratique le cours.

Contenu(s)

Architecture générale d’un système de communication :

• architecture matérielle d’un réseau : accès et cœur, commutation de paquets ou de circuits
• architecture logique en couches : ex du modèle OSI, rôles des couches 1, 2, 3 et 4, format des trames et encapsulation

Techniques de communication numérique :

• transmission en bande de base : codes en lignes (NRZ, RZ …), filtrage de Nyquist et filtrage adapté, taux d’erreurs binaires
• transmission avec modulations : formats de modulation (QAM …), blocs de la chaîne de transmission, mesure de la qualité du signal (EVM …)
• modulations + avancées : contraintes des systèmes radio réels (trajets multiples), OFDM, techniques MIMO …

Techniques d’accès multiple : TDMA, FDMA, CDMA, CSMA …

Présentation des principaux standards de communication (avec codages / modulations et techniques d’accès utilisées) : Ethernet, GSM, UMTS, LTE, Wi-Fi, UWB …

Fiabilisation des transferts de données :

• codes détecteurs et correcteurs d’erreurs, implémentation hard ou soft
• protocoles ARQ ‘Automatic Repeat reQuest’ (numérotation, temporisation, protocoles à fenêtres)

Adressage des machines : adresses et couches (adresses MAC et IP …), protocoles de recherche d’adresse

Travaux pratiques
Les notions de base de l'analyse spectrale seront illustrées dans ces TP. Les systèmes de références utilisés pour les communications en bande de base et sur fréquence porteuse seront abordés. Ce module de TP permettra la prise en main de l'outil de simulation de systèmes de communications SIMULINK (Matworks) très utilisé en R&D.

• TP 1. SIML1 Codes en lignes sous SIMULINK
  Comparaison de plusieurs codes en lignes, occupation spectrale, facilité de synchronisation, filtrage de Nyquist
• TP 2. SIML2 Séance non-encadrée sous SIMULINK. Evaluation des performances des codes, diagramme de l'oeil, taux d'erreur binaire, performances du codage différentiel.
• TP 3. SIML3 Séance non-encadrée sous SIMULINK. Modulations numériques sur fréquence porteuse sous SIMULINK (QPSK, QAM16) Contexte radio, structures des modulateurs et démodulateurs, notion d'enveloppe complexe, comparaison des courbes de taux d'erreur binaire pour différentes modulations QAM, démodulation différentielle, démodulation non-cohérente.

Notions de base de traitement du signal, analyse spectrale.