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Télécommunications · Écoles d'ingénieurs — INPT

Introduction aux systèmes de télécommunications

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Un système de télécommunication assure le transfert d'une information entre une source et un destinataire. Les éléments fondamentaux sont :

  1. Source : Génère l'information.
  2. Transducteur d'entrée : Convertit l'information en signal électrique.
  3. Émetteur : Adapte le signal (codage, modulation) pour le canal.
  4. Canal : Support de transmission (câble, fibre, air).
  5. Récepteur : Effectue l'opération inverse de l'émetteur.
  6. Transducteur de sortie : Restitue l'information sous forme exploitable.

Méthodes à maîtriser

  • Identifier les blocs fonctionnels d'une chaîne de transmission.
  • Calculer le rapport signal sur bruit ($SNR$) en dB : $SNR_{dB} = 10 \log_{10} \left( \frac{P_s}{P_b} \right)$.
  • Déterminer la capacité d'un canal selon la loi de Shannon : $C = B \log_2(1 + SNR)$.

Exemples corrigés

Exemple : Un canal a une bande passante $B = 3000$ Hz et un $SNR = 30$ dB. Calculer la capacité $C$.

  1. Convertir $SNR_{dB}$ en linéaire : $SNR = 10^{(30/10)} = 1000$.
  2. Appliquer Shannon : $C = 3000 \times \log_2(1 + 1000) \approx 3000 \times 9,96 \approx 29,9$ kbit/s.

Erreurs fréquentes

  • Confondre la bande passante (Hz) et le débit binaire (bit/s).
  • Oublier de convertir le rapport signal sur bruit de dB en valeur linéaire avant d'utiliser la formule de Shannon.
  • Négliger l'atténuation du signal dans les calculs de bilan de liaison.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Introduction aux systèmes de télécommunications

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Quelle est l'unité du débit binaire ?

❓ Questions fréquentes

C'est quoi la différence entre un signal analogique et numérique ?
  1. Le signal analogique est continu dans le temps et peut prendre une infinité de valeurs.
  2. Le signal numérique est discret, il est représenté par des niveaux logiques (0 et 1).

💡 À retenir : Le numérique est plus robuste face au bruit car il est plus facile de distinguer deux niveaux que d'interpréter une infinité de valeurs.

Kifach n7seb l'capacité dyal l'canal ila 3tani l'bruit b'dB ?
  1. Khoud l'valeur dyal SNR li 3ndek b'dB.
  2. 7sseb l'valeur linéaire : $SNR_{lin} = 10^{(SNR_{dB}/10)}$.
  3. St3mel l'formula dyal Shannon : $C = B \log_2(1 + SNR_{lin})$.

💡 À retenir : Dima 7wel l'SNR men dB l'linéaire 9bel ma tkhdem f'Shannon.

Chno hiya l'wadhifa dyal l'modulateur f'système ?
  1. L'modulateur kaykhli l'signal l'asli (baseband) yrkeb 3la wa7ed l'mowjija (porteuse) 3ndha tarradod 3ali.
  2. Hadchi kaykhli l'signal ytsift 3la mssafa twila bla mayt2etter b'tchewiche.

💡 À retenir : La modulation permet l'adaptation du signal au canal de transmission.

Est-ce que le canal est parfait dans la réalité ?

Non, le canal réel introduit toujours :

  1. De l'atténuation (perte de puissance).
  2. Du bruit (perturbations électromagnétiques).
  3. De la distorsion (déformation du signal).

💡 À retenir : Le rôle de l'émetteur et du récepteur est de compenser ces défauts.

Kifach n3ref l'bande passante d'un système ?
  1. Hiya l'far9 bin l'tarradod l'kbir w l'tarradod sghir li kay9der l'système ydwz.
  2. $B = f_{max} - f_{min}$.

💡 À retenir : Plus la bande passante est grande, plus on peut envoyer d'informations rapidement.

Pourquoi on utilise le codage de canal ?
  1. Pour détecter et corriger les erreurs causées par le bruit dans le canal.
  2. On ajoute des bits de redondance pour que le récepteur puisse retrouver le message original même s'il y a des erreurs.

💡 À retenir : Le codage de canal améliore la fiabilité de la transmission au prix d'une baisse de débit utile.

Quelle est la différence entre débit binaire et débit en bauds ?
  1. Le débit binaire (bit/s) est le nombre de bits transmis par seconde.
  2. Le débit en bauds (symbole/s) est le nombre de changements d'état du signal par seconde.

💡 À retenir : Si un symbole code plusieurs bits, le débit binaire est supérieur au débit en bauds.

C'est quoi le rôle du transducteur ?
  1. C'est une interface entre le monde physique et le système électronique.
  2. Il transforme une grandeur physique (son, lumière, pression) en signal électrique ou inversement.

💡 À retenir : Sans transducteur, le système ne peut pas interagir avec l'utilisateur.

Est-ce que le bruit est toujours le même ?

Non, il existe plusieurs types de bruit :

  1. Le bruit thermique (agitation des électrons).
  2. Le bruit impulsionnel (parasites extérieurs).
  3. Le bruit de quantification (dû à la numérisation).

💡 À retenir : Le bruit thermique est modélisé par un bruit blanc gaussien additif (AWGN).

Chno hiya l'3ala9a bin l'débit w l'bande passante ?
  1. Selon Nyquist, pour un canal sans bruit, le débit max est $D = 2 \cdot B \cdot \log_2(M)$.
  2. Plus $B$ est grande, plus on peut augmenter le débit.

💡 À retenir : La bande passante est la ressource limitée qui contraint le débit.

Pourquoi on utilise la fibre optique ?
  1. Elle offre une bande passante très large.
  2. Elle est insensible aux interférences électromagnétiques.
  3. Elle a une très faible atténuation.

💡 À retenir : C'est le support idéal pour les transmissions longue distance à haut débit.

Le multiplexage c'est quoi exactement ?
  1. C'est la technique qui permet de faire passer plusieurs signaux sur un seul canal.
  2. On peut diviser le temps (TDMA) ou la fréquence (FDMA).

💡 À retenir : Le multiplexage optimise l'utilisation des ressources du canal.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Un système de transmission numérique utilise un canal de bande passante $B = 20$ kHz. Le rapport signal sur bruit est de 20 dB.

  1. Calculer la capacité maximale du canal en bit/s.
  2. Si on souhaite transmettre un débit de 100 kbit/s, ce système est-il suffisant ? Justifier.
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Exercice 2

Un signal analogique est transmis sur une ligne téléphonique. La puissance du signal est de 1 mW et la puissance du bruit est de 1 µW.

  1. Calculer le rapport signal sur bruit en dB.
  2. Si la puissance du signal chute à 0,1 mW, quel est le nouveau SNR en dB ?
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Exercice 3

On dispose d'un canal de 1 MHz. On veut transmettre des données avec une efficacité spectrale de 4 bit/s/Hz.

  1. Quel est le débit binaire maximal théorique ?
  2. Si le bruit augmente et que le SNR tombe à 3 dB, la capacité de Shannon permet-elle encore ce débit ?
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