Polycopié de cours destiné aux étudiants Master 1 en télécommunication
Matière : Communications numériques avancées

I   Rappels sur les modulations numériques   5
1   Modulations à bande étroite et à large bande   5
2   Modulations numériques de type ASK, FSK, PSK   6
2.1   La modulation ASK   8
2.2   La modulation PSK   9
2.3   La modulation QAM   10
2.4   La modulation FSK   11
3   Transmissions numériques en bande limitée   13
3.1   L'interférence entre symboles   14
3.2   Condition d'absence d'IES : critère de Nyquist
3.3   Diagramme de l'oeil   17
3.4   Expression de la probabilité d'erreur en présence de filtrage de Nyquist .   19
4   Évaluations des systèmes de transmission numériques   20
4.1   Évaluation selon l'éfficacité spectrale   22
4.2   Évaluation selon l'occupation spectrale   24
4.3   Évaluation selon l'éfficacité en puissance   26
4.4   Évaluation selon la simplicité de réalisation   27
4.5   Compromis entre les divers paramètres de système de transmission nu- mériques   27
5   Récepteurs AWGN : Démodulateur et Détecteur   28
5.1   Démodulateur   29
5.1.1   Filtre adapté   29
5.1.2   Corrélateur   32
5.2   Détecteur   34
5.2.1   Probabilité d'erreur   35
5.2.2   Seuil optimal   39
6   Exercices   40
II   Canaux non idéaux   47
1   Canaux sans fil   47
1.1   Espace libre, émetteur et récepteur fixes   48
1.2   Espace libre, récepteur mobile   49
1.3   Emetteur et récepteur fixes, obstacle fixe   49
1.4   Récepteur mobile, obstacle fixe   50
2   Trajets multiples   50
3   Bruit   52
3.1   Bruit intrinsèque d'un récepteur numérique   53
3.2   Modélisation du bruit (AWGN)   54
4   Interférences   55
5   Canaux invariants et variants   57
5.1   Canal invariant   60
5.2   Canal variant   60
6   Fading de Rice et de Rayleigh   61
6.1   Fading de Rayleigh   62
6.2   Fading de Rice   62
7   Exercices   64
III   Techniques d'accès multiple   68
1   Time Division Multiple Access (TDMA)   69
2   Frequency Division Multiple Access (FDMA)   71
3   Code Division Multiple Access (CDMA)   76
3.1   Étalement de spectre par séquence directe   77
3.2   Désétalement   80
3.2.1   Détecteur conventionnel   82
3.2.2   Détecteur décorrélateur   83
3.2.3   Détecteur à erreur quadratique moyenne   83
3.3   Capacité de la méthode d'accès multiple CDMA   84
3.4   Codes d'étalement   88
4   Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)   90
4.1   Principe   91
4.2   Notion d'orthogonalité   92
4.3   L'interférence entre symboles (IES)   95
4.4   L'interférence entre porteuses (IEP)   95
4.5   L'intervalle de garde   96
4.6   Avantages et inconvénients de l'OFDM   96
4.7   Accès multiple OFDMA   97
5   Exercices   98
IV   Systèmes MIMO   105
1   Diversité à l'émission et à la réception   106
2   Diversité à la réception   109
3   Diversité à l'émission   111
4   Codage spatio−temporel   113
4.1   Codes spatio–temporels en treillis   114
4.2   Codes spatio–temporels par blocs   115
5   Multiplexage spatial   118
6   Démodulation conjointe   122
6.1   Détecteurs à maximum de vraisemblance   122
6.2   Détecteurs à filtrage linéaire   123
6.3   Annulations successives d'interférences ordonnées (V-BLAST)   124
7   Multi−utilisateurs MIMO   125
8   Exercices   127
Annexe   130
A   Aide mémoire de Traitement du Signal à l'usage des Communications Numé- riques Avancées   130


Avant propos



E polycopié de cours de la matière communications numériques avancées (UEF1.1.1) est destiné aux étudiants de première année Master LMD , filiére : Télécommunica- tions, spécitialité : Systèmes des Télécommunications 1. Il est conforme au programme
agréé par le ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche scientifique.
L'élaboration du présent polycopié a été motivée par deux principales évolutions dans les communications numériques sans fil au cours de la dernière décennie. Le premier est l'accrois- sement massif des activités de recherche sur la théorie de la communication numérique sans fil au niveau physique. Bien que cela ait fait l'objet d'une étude depuis les années 60, les évo- lutions récentes dans le domaine, telles que les techniques d'accès multiples, la modulation multi–porteurs et les antennes multiples, ont apporté de nouvelles perspectives sur la façon de communiquer sur des canaux sans fil.
Deuxièmement, la technologie des systèmes de communication sans fil s'est développée à un rythme rapide à cause du développement potentiel de nouvelles applications telles que l'internet des objets (IoT : Internet of Things). Alors les exigences en terme des débits de transmissions et de la qualité de service (QoS) sont constamment revues et améliorées afin de s'assurer que les utilisateurs obtiennent la satisfaction souhaitée de leur expérience de communication sans fil.
 
1.   Il peut également servir aux étudiants de troisième année Licence LMD , filiére : Télécommunications,
spécitialité : Télécommunications.