Chaîne de transmission numérique

Une chaine de transmission numérique [1] a pour mission de transporter une information d’une source à un ou plusieurs destinataires avec le plus de fiabilité et le plus rapidement possible en minimisant le nombre d’erreurs et de pertes. Cette information est transmise via un support physique qui peut-être filaire, terrestre ou satellitaire.

L’information numérique qui est transmise est, soit d’origine numérique comme dans les réseaux informatiques, soit d’origine analogique comme la parole, le son, etc., et convertie ensuite en un signal numérique. La conversion d’un signal analogique en un signal numérique est réalisée par un CAN.

➤ La première étape (1) : Nommée codage de source, consiste à augmenter l’efficacité de la transmission et à optimiser l’utilisation des ressources du système en compressant les données.
➤ L’étape suivante (2) : Appelée codage de canal, permet de lutter contre les erreurs introduites lors de la transmission du signal en ajoutant de la redondance au message.
➤ La dernière étape (3) : Un signal numérique n’existant pas d’un point de vue physique, il faut le transformer en un signal physique afin de pouvoir le transmettre, c’est le rôle du modulateur. Ce signal physique pourra ensuite être transmis via un canal de propagation. À la réception de ce signal, le récepteur effectue les opérations inverses afin d’obtenir le message source.

Évanouissements et trajets multiples

Qu’est donc un évanouissement ?

L’évanouissement [2] que connaît une communication sans-fil est en fait une atténuation de la puissance du signal perceptible dû à diverses causes selon le type d’évanouissement rencontré. On peut les regrouper en trois catégories : la perte de puissance en chemin, l’ombrage, et l’évanouissement. Cet évanouissement décrit en fait les fluctuations rapides de l’amplitude du signal reçu sur une courte période de temps. Ce phénomène est causé par l’interférence d’au moins deux versions du signal transmis qui arrivent au récepteur avec un léger décalage temporel. La performance du système peut donc être très dégradée par l’évanouissement, mais heureusement, plusieurs techniques peuvent aider à la contrer, partiellement du moins.

Types d’évanouissement

On distingue 3 phénomènes d’évanouissement  :
➤ Atténuation moyenne en fonction de distance (Path Loss).
➤ Évanouissement à grande échelle (Effet de masque/Fading long terme).
➤ Évanouissement à petite échelle (Trajets multiples/Fading court terme).

En général les évanouissements sont subdivisés en deux grandes catégories [3] [4] qui elles aussi se subdivisent en d’autres types. Nous avons :

Les évanouissements à grande échelle (LSF)
Les évanouissements à grande échelle représentent les atténuations de la puissance moyenne du signal résultant du mouvement sur des grandes espaces. Ce type d’évanouissement sera nuancé par les contours proéminents et les éléments du relief en l’occurrence des montagnes, des pâtes de maisons etc [5].

Effet de masque (Shadowing)
L’effet de masque est la variation de la puissance reçue qui résulte de l’atténuation du signal dû à des obstacles localisés entre l’émetteur et le récepteur. C’est un effet qui est lié à la topologie générale du terrain (collines, reliefs, obstacles). Il est représenté par une variable aléatoire qui suit généralement une distribution log normale. Ce phénomène se produit sur un nombre élevé de points de mesure ayant la même distance séparant l’émetteur du récepteur.

Les évanouissements à petite échelle (SSF) :
Les évanouissements à petite échelle sont causés par la variation de l’amplitude et de la phase suite à des légers changements (de l’ordre de la demi-longueur d’onde) dans le positionnement des entités communicantes. Ils se manifestent principalement par une dispersion ou étalement du signal dans le temps et la variation du comportement du canal dans le temps. Ces évanouissements peuvent appartenir suivant les manifestations et les causes spécifique à l’une des sous classes suivantes :
➤ Évanouissement uniforme (plat Flat Fading ou non-sélectif)
➤ Évanouissement rapide « Fast Fading »
➤ Évanouissement lent « Slow Fading »
➤ Évanouissement de Rayleigh

Réflexion (surfaces lisses) /Réfraction (milieux translucides)

La réflexion survient lorsqu’une onde électromagnétique frappe une surface lisse de très grandes dimensions par rapport à sa longueur d’onde λ telle que les murs, les bâtiments, le sol, nous avons donc un phénomène de réflexion.

Diffraction (angles, pointes)

La diffraction intervient lorsque le chemin de transmission entre l’émetteur et le récepteur est obstrué par un corps dense de dimension comparable avec la longueur d’onde ou par une surface possédant des irrégularités pointues. Le phénomène de diffraction engendre une formation d’ondes secondaires derrière l’obstacle (« Shadowing”).