COMMUNICATIONS NUMÉRIQUES

Responsable

Adresse mail

Numéro de téléphone

Fabien SALZENSTEIN

f.salzenstein@unistra.fr

Autre(s) enseignant(s)

Code APOGEE

Formation - Année - Option - Semestre

Coefficient = ECTS

Volume horaire

EP012M71

Ingénieur - 2A G I2S / 2A IR RIO - S8

Master - 1A ASI G + HCI - S2

2 / 2.50

7h CM, 12,25h CI, 5,25h TD

EXAMENS

Durée

Documents autorisés :

      Si oui, lesquels :

Calculatrice école autorisée :

Session 1

11 séances de cours (comprenant des TD) suivies d’un examen écrit.

Oui

Feuille A4 RV résumé de cours

Oui

Session 2

Session orale

Oui, document de cours et feuille A4 résumé du cours.

Prérequis

EP011M16 :  Introduction au traitement du signal : signaux déterministes analogiques.

EP012M87 : Traitement des signaux aléatoires

Objectifs du cours

On présente ici les principes des télécommunications numériques, en supposant la connaissance préalable des notions élémentaires de théorie du signal. L’objectif est la compréhension des différents éléments et principes qui rendent possible une communication à distance performante, fiable et robuste. Une partie importante de ce cours (de l’ordre de 40%) s’effectuera grâce à l’outil Matlab (Signal Processing and Communication toolboxes requis) en simulant la transmission d’un message de texte, puis d’un signal audio.

Programme détaillé

Ce cours permet une illustration magistrale de l’apport de la théorie du signal dans le contexte de la transmission de l’information. Il présente l’une des applications essentielle que permet d’aborder la théorie du signal : les télécommunications qui sont au cœur de nos sociétés de l’information.

Nous introduisons les notions générales sur la structure des systèmes de transmission:  numérisation, codes en ligne, codage de source, cryptographie, codage de canal, émetteur, canal de transmission, structure du récepteur. Nous décrivons brièvement les techniques permettant d'imprimer une information sur un signal afin de le transmettre en bande de base ou après modulation selon le contexte.

Les notions d'interférences inter-symboles seront présentées, ceci permettra d’étudier la forme optimale de l’onde à émettre. La structure du récepteur optimal sera abordée en introduisant les notions nécessaires telle que la théorie de la décision.

Les techniques de codage de source, de canal (codes à parité, codes convolutifs, codes cycliques)  et de cryptographie, seront explicitées et illustrées en se basant sur les fondamentaux de la théorie de l’information (entropie, information mutuelle, capacité canal) et feront l’objet d’une présentation détaillée.

Une sensibilisation des élèves-ingénieurs aux enjeux du numérique responsable a été ajoutée en 2022 en introduction du cours.

Applications (TD, TP ou projets)

(TP sous MatLab) :

TP1. Communication en bande de base et sur porteuse; différentes modélisations du canal de transmission seront traitées: canal à bande passante infinie ou finie, non bruité ou bruité.

TP2. Codage de source: transmission d’un texte, code ASCII, codage de Huffman, code Morse. Compression d’une image numérique par le format JPEG;

TP3. Codage de canal: codes à parité, code de Hamming, code convolutif;

Compétences acquises

Maîtrise des techniques de base de manipulation, visualisation et de traitement numériques des signaux sous MatLab.

Numérisation d’un signal analogique, techniques de modulation pour la transmission d’une information numérique.

Compréhension des principaux modules nécessaires au codage et à la transmission d’une information sous sa forme numérique : codage de canal et de source, capacité canal et information mutuelle.

Compréhension des critères utilisés en théorie de la décision.

Savoir résoudre des problèmes élémentaires de transmission d’information sous forme numérique en identifiant rapidement les modules pouvant être optimisés.

Compréhension des techniques mises en œuvre en compression de texte et signaux audio.

Capacité à comprendre les enjeux de sobriété numérique en termes de consommation d’énergie, de matériaux rares, de conception-production d’objets communicants, d’usages et de recyclage (source : “Impact environnemental : tendances à 5 ans & gouvernance de la 5G : Mise à jour des scénarios prospectifs des impacts du numérique mondial et propositions pour le déploiement d’une 5G raisonnée”, Note d’analyse, mars 2021, Shift Project).