Communication numérique 2

Communication numérique 2 GT3102

Enseignant:

Email:

Durée totale du cours: 22.5 H

Semestre : 2

Nombre de crédits : 2

Modules spécialisés	Modules de base	Sciences et techniques de l’ingénierie	Préparation à la carrière professionnelle
		X

 

Nombre d’heures		Activités hors classe
45		38
cours	TD		TP
16.5			6

 Sommaire:

La communication numérique est un domaine de l’informatique et des télécommunications qui se concentre sur la transmission, la réception et le traitement de l’information numérique entre différents dispositifs ou systèmes de communication. Elle repose sur l’utilisation de signaux numériques qui représentent des données sous forme binaire (0 et 1)

Code

GT3102

Communication numérique 2

Objectifs :

L’objectif du cours est de familiariser les étudiants avec les concepts de la théorie de la communication et de l’information et avec leur application à l’analyse et à la conception de systèmes complexes de télécommunication. De plus, le cours fournit aux étudiants les outils nécessaires pour comprendre et appliquer les technologies de pointe actuellement utilisées dans les systèmes de télécommunication. Aussi, comprendre, analyser et concevoir des systèmes de communication optique et radio est l’un des objectifs du cours. Le cours est finalisé pour enseigner aux étudiants des concepts avancés de la communication numérique comme l’égalisation, la prédistorsion, la synchronisation, les systèmes MIMO. L’objectif est de familiariser l’étudiant avec ces concepts et avec leur application aux émetteurs et récepteurs numériques des systèmes de communication radio et optique. Conception d’algorithmes d’égalisation en présence de canaux dispersifs, algorithmes de prédistorsion pour canaux non linéaires sans mémoire, systèmes de synchronisation de porteuse et de synchronisation, récepteurs MIMO font partie des objectifs du cours. Aussi, l’apprentissage des outils mathématiques nécessaires pour comprendre comment ces systèmes fonctionnent et comment leurs performances peuvent être analysées fait partie des objectifs du cours. L’apprentissage mixte et la classe inversée seront adoptés pendant environ 2/5 du cours pour montrer la relation entre la communication numérique et d’autres cours dans le domaine de la communication et du traitement du signal et pour acquérir la capacité de développer de manière autonome des logiciels qui mettent ensemble des concepts de différents cours en les appliquant à une étude de cas réelle.

Sujets couverts :

Égalisation.  La méthode de Wiener. Modèle AWGN à temps discret, FIR et égalisation linéaire sans contrainte, égalisation adaptative, égalisation par retour de décision, capacité de canal avec égalisation par retour de décision. Détection de séquence à maximum de vraisemblance par l’algorithme de Viterbi. Détection de séquence de probabilité a posteriori maximale par l’algorithme BCJR. Précodage.  Précodage Tomlinson-Harashima, systèmes à réponse partielle, exemples. Prédistorsion.  AM-AM et AM-PM caractéristiques des amplificateurs de puissance. Prédistorsion adaptative des amplificateurs de puissance sans mémoire. Éléments de transmission MIMO. Le principe MIMO, le canal Gaussien MIMO, détection pour le canal MIMO sans mémoire, détection pour le canal MIMO avec mémoire. Boucle à verrouillage de phase.  PLL à temps continu, PLL à temps discret, boucle de premier ordre et de second ordre ; détecteurs de phase communs, conception du filtre de boucle en présence de bruit de phase. Récupération de la porteuse et du timing.   Détecteur de phase à décision, courbe en S, puissance du détecteur de phase M, codage différentiel, récupération de porteuse par anticipation et par rétroaction . Détecteur de synchronisation quadratique, détecteur Gardner ; rééchantillonnage numérique. Activités de laboratoire.  Utilisation de Simulink et Matlab pour la simulation de systèmes de communication numériques.

Méthodes d’enseignement et d’apprentissage

¨Enseignement frontal (magistral) avec des exemples à résoudre en commun. ¨Exercices théoriques et études de cas (présentation et discussion).

• Apprentissage mixte et classe inversée
• MOOC

Connaissances et compétences pré-requises

Connaissance de la théorie du signal : analyse de Fourier, filtrage, bases du traitement numérique du signal.

Références bibliographiques

• Un support de cours de l’enseignant sera disponible.

Modalité d’évaluation

• 40% Contrôle continu (TP noté, Test, Assiduité, Devoir surveillé, travaux non présentiel, …)
• 60% Examen semestriel

L’examen consiste en une partie écrite basée sur une question portant sur la théorie, en une partie orale basée sur la théorie et sur l’examen écrit. La partie orale peut comprendre une présentation facultative (à la charge de l’étudiant) des activités du laboratoire. Il sera demandé à l’étudiant de répondre à des questions concernant la théorie, de dessiner des schémas fonctionnels de systèmes de communication numérique et de les expliquer par des écrits et des équations, de calculer les performances du système en termes de probabilité d’erreur et/ou d’erreur quadratique moyenne, d’expliquer et de commenter le code encodé lors de l’activité de laboratoire. L’écrit 60%.

Résultats d’apprentissage :

Descripteurs de Dublin	Résultats d’apprentissage attendus
1 – Connaissance et compréhension	Comprendre les principes généraux des sujets avancés de la communication numérique. Analyser et comprendre les exigences associées à un système de communication en termes d’égalisation, de prédistorsion, de synchronisation.
2 – Appliquer les connaissances et la compréhension	Identifier et définir au niveau du schéma fonctionnel un schéma d’égalisation, de prédistorsion et de synchronisation approprié pour les schémas de modulation les plus courants. Encoder le logiciel par des outils commerciaux courants comme Matlab et/ou Simulink pour simuler la chaîne émetteur, canal, récepteur des systèmes de communication de données.
3 – Porter des jugements	Juger si un schéma d’égalisation, de prédistorsion et de synchronisation donné est approprié pour un système de communication radio ou optique pratique. Reconnaître l’espace de conception et les degrés de liberté qui peuvent être exploités pour atteindre des objectifs donnés en termes de performances d’égalisation, de prédistorsion, de synchronisation, avec une application spécifique aux systèmes de communication radio et optique pratiques.
4 – Communiquer	Communiquer aux ingénieurs dans des documents techniques et des présentations sur l’analyse et la conception de systèmes d’égalisation, de prédistorsion, de synchronisation, MIMO en utilisant les outils mathématiques appropriés comme l’analyse de Fourier, la théorie des probabilités, le calcul et l’algèbre matricielle. Communiquer aux non-ingénieurs par des schémas fonctionnels et des écrits sur les besoins et les contraintes auxquels sont soumis les systèmes de télécommunication avancés en termes de performances des récepteurs.

Voici les cinq Descripteurs de Dublin associés au EQF : Niveau 1 : Connaissances et compréhension de base. Niveau 2 : Compétences cognitives et pratiques générales. Niveau 3 : Compétences spécialisées et autonomie limitée. Niveau 4 : Compétences avancées et autonomie. Niveau 5 : Compétences hautement spécialisées et autonomie experte.