Chapitre I :
Description générale d'une chaine
de transmission numérique
I.1. Introduction
De tous temps, l'homme a besoin de communiquer. En 1794 CLAUDE
CHAPPE construit un télégraphe entre Paris et Lille. Il est alors
possible de transmettre un message sur une longue distance. Puis, grâce
à l'électricité, le télégraphe se
perfectionne : mise en place d'une communication sous forme de messages
codés. Les années 1832s et 1876s ont vécu des inventions
importantes telles que le Morse grâce à SAMUEL MORSE et le
téléphone grâce à GRAHAM BELL là où la
voix peut être transmise.
La communication à distance est désormais
possible grâce à une simple paire de fils en cuivre et à
une source d'énergie. Aujourd'hui, il est possible de transmettre
à n'importe quelle distance des milliers de conversations en
simultané.
Les systèmes de transmission numérique
véhiculent l'information entre une source et un destinataire en
utilisant un support physique comme le câble, la fibre optique, la
propagation sur un canal radioélectrique etc... Les signaux
transportés peuvent être soit directement d'origine
numérique, soit d'origine analogique (parole, image,...) mais convertis
sous une forme numérique. La tache du système de transmission est
d'acheminer le signal de la source vers le destinataire avec le plus de
fiabilité possible.
Le schéma synoptique d'un système de
transmission numérique [2] est donné à la figure I.1
où l'on se limite aux fonctions de bases. La source émet un
message numérique sous la forme des d'éléments binaires.
Le codeur englobe généralement deux fonctions fondamentalement
différentes : la première appelée codage de source associe
un support physique adéquat aux éléments abstraits
émis par la source, et la seconde appelée codage de canal
consiste à introduire la redondance dans le signal émis en vue de
le protéger contre le bruit et les perturbateurs présents sur le
canal de transmission. Le canal de transmission inclus l'émetteur, le
milieu physique de transmission sur lequel le signal sera émis et le
récepteur. Enfin du coté récepteur, les fonctions de
décodage de source et décodage de canal sont les inverses
respectifs des fonctions de codage de source et codage de canal situées
du coté émetteur.
Maintenant, nous allons décrire de façon
succincte les éléments qui constituent une chaine de transmission
numérique en partant de la source vers le destinataire.
I.2. La chaine de transmission numérique
Canal de transmission
Source
Émetteur
Milieu de transmission
Destinatair
Décodage
de source
Décodage de canal
Récepteur
Codage de source
Codage de canal
Figure I.1 : Schéma général d?une chaine
de transmission numérique.
Les trois caractéristiques principales [2] permettant aux
fonctions de bases (éléments généraux de la chaine
de transmission numérique) de comparer entre elles les
différentes techniques de transmission sont les suivantes :
? La probabilité d'erreurs Pe par bit transmis
permet d'évaluer la qualité d'un système de transmission.
Elle est fonction de la technique de transmission utilisée, mais aussi
du canal sur lequel le signal est transmis. En pratique, elle est
estimée par le Taux d'Erreur Binaire (TEB);
? L'occupation spectrale du signal émis doit être
connue pour utiliser efficacement la bande passante du canal de transmission.
On est contraint d'utiliser de plus en plus des modulations à grande
efficacité spectrale;
? La complexité du récepteur est le
troisième aspect important d'un système de transmission.
I.2.1. La source numérique
Pour réaliser une transmission numérique, le
message à transmettre doit être sous forme numérique. Si la
source délivre un message analogique tel que le signal de parole (sortie
d'un microphone) ou le signal d'image (sortie d'une caméra), il faut le
numériser en échantillonnant le message analogique puis en
quantifiant les échantillons obtenus. Chaque échantillon
quantifié est ensuite codé.
Le message à transmettre porte de l'information ; cette
information est caractérisée par l'entropie [1]. Celle-ci est une
fonction mathématique qui intuitivement correspond à la
quantité d'information contenue ou délivrée par une source
d'information. Cette source peut être un texte écrit dans une
langue donnée, un signal électrique ou encore un fichier
informatique quelconque (collection d'octets).
Du point de vue d'un récepteur, plus la source
émet d'informations différentes, plus l'entropie est grande, et
vice versa. Plus le récepteur reçoit d'informations sur le
message transmis, plus l'entropie vis-à-vis de ce message
décroit, en lueur de ce gain d'information.
La définition de l'entropie d'une source selon SHANNON
[1] est telle que, plus la source est redondante, moins elle contient
d'informations. En l'absence de contraintes particulières, l'entropie
est maximale pour une source dont tous les symboles sont
équiprobables.
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