3.2.2 Les modes de modulation
Les satellites en orbite polaire qui nous intéressent
transmettent sur une porteuse à 137.500 Mhz (NOAA 12 et NOAA 15) et
137.620 Mhz (NOAA 17) pour les signaux analogiques que nous allons capter (un
autre type de transmission, numérique cette fois, nécessitant un
matériel plus perfectionné s'effectue à 1.7 GHz).
L'état de fonctionnement des satellites en orbite polaire (dits POES11 -
Polar Operational Environmental Satellites) est constamment remis à jour
sur un site web du NOAA12.L'encodage des signaux transmettant les images
météorologiques est un peu complexe mais très
intéressant car il permet d'aborder
divers modes de modulation (figure 3). Nous allons
décrire ici le mode de communication APT (Automatic Picture Transfer),
mode de communication analogique qui ne nécessite aucun matériel
spécialisé complexe de décodage autre qu'un ordinateur
équipé d'une carte son. Nous partons d'un signal constitué
d'une trame de pixels (image obtenue par la caméra embarquée
à bord du satellite) d'intensités lumineuses variables. Ces
variations d'intensité lumineuse modulent en amplitude une
sinusoïde à 2400 Hz (i. e. l'amplitude de la sinusoïde est
proportionnelle à l'intensité du pixel). Cette sinusoïde
modulée est ensuite elle-même utilisée pour moduler en
fréquence une porteuse autour de 137.5 Mhz ou 137.62 Mhz selon le
satellite.
Au sol, le récepteur radio est donc utilisé dans
son mode de démodulateur de fréquence qui convertit le signal
radio fréquence en un signal audio autour de 2400 Hz. Ce signal est
enregistré par la carte son d'un ordinateur (fréquence
d'échantillonnage de 11025 Hz, 16 bits/donnée dans notre cas), et
son amplitude restitue l'intensité lumineuse de chaque pixel. La
façon la plus simple de retrouver l'amplitude de cette sinusoïde
est d'y appliquer un filtre passe-bas de fréquence de coupure
inférieure à la fréquence de la porteuse (notez que
moyenner plusieurs échantillons successifs correspond au filtre
passe-bas le plus simple possible). Le son caractéristique issu du
récepteur radio lorsque la transmission d'un satellite est
démodulée est un sifflement continu à cette
fréquence de 2400 Hz.
3.2.3 La modulation du signal audio
En télécommunications, le signal transportant
une information doit passer par un moyen de transmission entre un
émetteur et un récepteur. Le signal est rarement adapté
à la transmission directe par le canal de communication choisi,
Hertzien, filaire, ou optique. La modulation peut être définie
comme le processus par lequel le signal est transformé de sa forme
originale en une forme adaptée au canal de transmission, par exemple en
faisant fluctuer les paramètres d'amplitude et d'argument
(phase/fréquence) d'une onde sinusoïdale nommée porteuse.
La modulation et la démodulation sont une étape
dans la communication d'une information entre deux utilisateurs. A titre
d'exemple, pour faire communiquer deux utilisateurs de courriels par une ligne
téléphonique, des logiciels, un ordinateur, des protocoles, un
modulateur et un démodulateur sont nécessaires. La ligne
téléphonique est le canal de transmission, sa bande passante est
réduite, il est affecté d'atténuation et de distorsions.
La modulation convertit les informations binaires issues des protocoles et des
logiciels, en tension et courant dans la ligne. Le type de modulation
employé doit être adapté d'une part au signal (dans ce cas
numérique), aux performances demandées (taux d'erreur), ainsi
qu'aux caractéristiques de la ligne.
La modulation permet par conséquent de translater le
spectre du message dans un domaine de fréquences qui est plus
adapté au moyen de propagation et d'assurer après
démodulation la qualité requise par les autres couches du
dispositif.
L'objectif des modulations analogiques est d'assurer la
qualité suffisante de transmission d'une information analogique (voix,
musique, image) dans les limites du canal utilisé et de
l'application.
L'objectif des modulations numériques est d'assurer un
débit maximum de données binaires, avec un taux d'erreur
acceptable par les protocoles et correcteurs amont et aval. Dans l'empilement
des protocoles OSI (architecture standard des télécommunications
numériques), la modulation est l'élément principal de la
couche physique.
| 
