UE Information, signal et communications Numériques SEOC - 4PUIISCN

Objectif(s)

Introduction à la théorie de l'information et au traitement du signal aléatoire (~25%), puis Éléments fondamentaux de Communications Numériques (~75%) permettant d’acheminer une source d’information « numérique » (ou numérisée) au travers d’un « support physique analogique » (couche physique Télécoms).

Contenu(s)

La première partie du cours (4CMs et 2Tds) est une brève introduction aux résultats fondamentaux de Théorie de l’Information (Entropie, Information mutuelle, Divergence de Kullback-Leibler, Application au codage de source /compression, Capacité de canaux avec erreur et Débit d’information maximum possible) et de Signal aléatoire (Stationnarité et ergodisme, propriétés énergétiques, corrélations et spectres, relation de filtrage, bruit blanc) qui serviront de pré-requis (et tables) pour la 2eme partie du cours ainsi qu’à d’autres enseignements Seoc (Machine Learning/IA, …).

La deuxième partie du cours (7CMs, 5 Tds, 8h de TP/projet) présente les éléments fondamentaux de Communications Numériques (couche physique Télécoms) au travers d'un canal à Bruit Blanc Additif Gaussien. Le cours s'appuie sur les résultats de Théorie de l'information (capacité de canal) pour éclairer et interpréter les limites atteignables (notamment en terme d'efficacité spectrale versus efficacité énergétique), et pour positionner les techniques de modulation usuelles en bande de base (modulations à dictionnaires orthogonal comme PPM, FSK, puis modulations linéaires PAM) puis sur fréquence porteuse (QAM, PSK,...). Le cours traite des bandes occupées via les densités spectrales de puissance des modulations, de transmission optimale en général (récepteurs à distance euclidienne minimale et Maximum de Vraisemblance) et spécifique aux modulations linéaires (récepteur à structure imposée linéaire, filtre adapté / corrélateur, Interférence Entre symboles et Critère de Nyquist, Bande minimale, ...), des performances en Taux d'Erreur Binaire. Nous présenterons aussi brièvement à la fin des exemples de mise en œuvre des techniques élémentaires ou de leurs extensions (comme CDMA, OFDM) dans les systèmes radio actuels (Téléphonie mobile, WIFI, Télécom ou géolocalisation par satellite, Objets communicants). Le cours sera illustré par une série de TDs et un projet/TP machine (conception d’une chaîne de communication en simulation Matlab).

Cours de base en traitement du Signal (déterministe, analogique, numérisation)

Contrôle des connaissances

Session 1 : Calcul de la note : N1 = 0.25 x CC1 + 0.75 x ET1
Session 2 : Calcul de la note : N2 = 0.25 x CC1 + 0.75 x ET2

Informations complémentaires

Bibliographie

Introduction aux Communications Numériques, A. Glavieux et M. Joindot, Dunod, 2007
Digital Communications, John G. Proakis, McGraw-Hill Higher Education, 5th edition, 2008
Digital Communications Systems, S. Haykin, Wiley, 2013.
Théorie et Traitement des Signaux, Frédéric de COULON, presses Polytechniques Romandes, 5°édition, 1998
Elements of Information Theory, T.M. Cover, J.A. Thomas, Wiley & Sons, 2nd edition, 2006.
Théorie de l’information : application aux techniques de communication, Gérard Battail, collection pédagogique de Télécom., MASSON, 1997