Modulations Numeriques

2006-2007Rseaux R1, Cours 5 : Transmissions sur onde porteuse : modulations numriques 1

COURS 5. Transmission sur onde porteuses : modulations numriques

Cyrille [email protected]

5.1 Principe5.2 Modulations damplitude5.3 Modulations de phase 5.4 Modulations damplitude en quadrature5.5 Modulations de frquence5.6 Modulations multiporteuses


5.1 Principe


Information transmise par une onde lectromagntique

Champ lectromagntique sinusodal : E sin (2pif0 t + ) f0 : frquence (porteuse)

E : amplitude phase

signal continu information vhicule par lamplitude, la phase ou la

frquence

5.1 Principe (1/2)


5.1 Principe (2/2) :Exemples de modulations

0 0 1 1 1 1

Information transmettre

Modulation damplitude :information vhicule par lamplitudeIci : 0 E sin 2pif0 t ; 1 2E sin 2pif0 t

Modulation de frquence :information vhicule par la frquenceIci : 0 E sin 2pi(2f0)t ; 1 E sin 2pif0t

Modulation de phase :information vhicule par la phaseIci : 0 E sin (2pif0t+pi) ; 1 E sin 2pif0t


5.2 Modulations damplitude


5.2 Modulations damplitude (1/2)

Signal transmettre Modulation damplitude

0 0 1 1 1 1

Modulation de lamplitude du signal lectromagntique

Terminologie anglaise : ASK (Amplitude Shift Keying)

Modulation bivalente (2-ASK) : utilisation de deux amplitudes : 0 E; 1 2E

Exemple :


5.2 Modulations damplitude (2/2)

Modulation 4 tats : (4-ASK) : utilisation de 4 amplitudes : 00 E ; 01 2E ; 10 3E ; 11 4E ou bien 00 -3E ; 01 -E ; 10 E ; 11 3E pour

rduire la puissance ncessaire

Cas gnral : modulation 2K tats (2K-ASK) pour transmettre K bits pendant une priode


5.3 Modulations de phase


5.3 Modulations de phase (1/2)

Signal transmettre Modulation de phase

0 0 1 1 1 1

Modulation de la phase du signal lectromagntique

Terminologie anglaise : PSK (Phase Shift Keying) Modulation bivalente (2-PSK ou BPSK Binary

PSK) : utilisation de deux phases : 0 pi ; 1 0 Exemple :


5.3 Modulations de phase (2/2) Modulation 4 tats : (4-PSK ou QPSK : quaternary

PSK) : utilisation de 4 amplitudes :

-E cos 2pif0 t- E sin 2pif0 tE cos 2pif0 tE sin 2pif0 tSignal transmis

3pi/2pipi/20Phase11100100Bits transmettre

Cas gnral : modulation 2K tats (2K-PSK) pour transmettre K bits pendant une priode


5.4 Modulations damplitude en quadrature


5.4 Modulations damplitude en quadrature (1/3)

Modulation de lamplitude ET de la phase du signal lectromagntique

Terminologie anglaise : QAM (Quadrature Amplutide Modulation)

Pourquoi modulation en quadrature ?

E sin (2pif0 t + ) =

= [E cos ] sin 2pif0 t + [E sin ] cos 2pif0 t

= [E cos ] sin 2pif0 t + [E sin ] sin (2pif0 t + pi/2)

transmission de 2 porteuses en quadrature (dcales de pi/2)


5.4 Modulations de phase (2/3) Modulation 4 tats : (4-QAM) : utilisation de 2

amplitudes et de 2 phase :

-E-EEEAmplitude-E cos 2pif0t- E sin 2pif0tE cos 2pif0tE sin 2pif0tSignal transmis

pi/20pi/20Phase11100100Bits transmettre

ici, 4-QAM et 4-PSK concident Cas gnral : modulation 22K tats (22K-QAM) pour transmettre 2K bits pendant une priode


5.4 Modulations damplitude en quadrature (3/3)

Notation quivalente :E sin (2pif0 t + ) = a sin 2pif0 t + b cos 2pif0 t

Avec : a = E cos et b = E sin Constellation associe une

modulation- reprsentation de lamplitude et de la

phase dans le plan complexe

- symbole complexe transmis : a + j b = E exp(j ) Modulation de phase

8 tats

000

100

001

010

011

101

110111


5.5 Modulations de frquence


5.5 Modulations de frquence (1/2)

Signal transmettre Modulation de frquence

0 0 1 1 1 1

Modulation de la frquence du signal lectromagntique

Terminologie anglaise : FSK (Frequence Shift Keying)

Modulation bivalente (2-FSK) : utilisation de deux frquence : 0 f0 ; 1 f1

Exemple :


5.5 Modulations de frquence (2/2) Modulation 4 tats : (4-FSK) : utilisation de 4

frquences :

E sin f3tE sin f2tE sin f1tE sin f0tSignal transmis

f3f2f1f0Frquence11100100Bits transmettre

Cas gnral : modulation 2K tats (2K-FSK) pour transmettre K bits pendant une priode Remarque : pas de constellation associe


5.6 Modulations multiporteuses


5.6 Modulations multiporteuses Utilisation de plusieurs frquences porteuses : Transmission dune somme de QAM, PSK ou ASK,

avec diffrentes frquences porteuses Terminologie anglo-saxone : DMT (Discrete MultiTone)

sur liaison filaire ; OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) sans fil

Intrt : meilleures utilisation des ressources spectrales Applications pratiques :

DMT : ADSL, OFDM : TNT et Wifi IEEE 802.11a/g


Exercice

On dsire transmettre la suite de bits 00111001, dessinez les signaux transmis par un modem :

a) en modulation de phase 2 tats. b) en modulation de phase quadrivalente.

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