CR Chauffour Clavel TP T2 no3 et TP no4 BdB 2011 2012 1 1 .pdf



Nom original: CR_Chauffour_Clavel_TP_T2_no3_et_TP_no4_BdB_2011_2012_1_1.pdf
Titre: TP Média n°5
Auteur: Florence Capallera

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13/20 travail sérieux et convenable. Bien.

TP3 et TP4 : Transmission BdB

/ IETUDE DE DIFFERENTS CODES EN BANDE DE BASE (OU CODAGE DE LIGNE)
./ 1ETUDE TEMPORELLE
 Rechercher (dans le cours ou sur Internet) le principe des codages suivants : NRZ, MLT3,
2B1Q, Manchester, NRZI et RZ.
Codage NRZ :
Dans le code en ligne NRZ, pour non-return-to-zero en anglais, le bit 1 est représenté par un état
significatif (par exemple, une tension clairement positive), et le bit 0 par un autre état significatif
Bien
(par exemple, une tension clairement négative). Il n'existe pas d'état intermédiaire.
Codage MLT3 :
Dans ce codage, seuls les 1 font changer le signal d’état. Les 0 sont codés en conservant la valeur
précédemment transmise. Les 1 sont codés successivement sur trois états : +V, 0 et –V.
Bien
Codage 2B1Q :
Le code 2B1Q fait correspondre à un groupe de deux éléments un créneau de tension dit symbole
quaternaire pouvant endosser quatre valeurs différentes suivant la table ci-dessous :
Bien

Table de codage2B1Q [Int7]

Codage Manchester :
Dans le codage Manchester, l’idée de base est de provoquer une transition du signal pour chaque
bit transmis. Un 1 est représenté par le passage de +V à –V, un 0 est représenté par le passage de -V
à +V.
Codage NRZI :
On produit une transition du signal pour chaque 1, pas de transition pour les 0.

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TP3 et TP4 de T2

1ere année R&T
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Codage RZ :
Pour obtenir ce codage, il suffit de réaliser une opération logique ET (AND) entre l’information à
transmettre et le signal de l’horloge. Par conséquent, si un 1 est présent il y aura alors le signal de
l’horloge en sortie (amplifié pour atteindre +V au maximum). Si par contre, il y a un 0 logique,
alors le signal de sortie aura la valeur nulle (0V).
Bien

On relève les chronogrammes des différents codes proposés pour une séquence de type ‘User’. Il sera
recommandé d’utiliser la séquence utilisateur suivante : « 01001011 ».

1 codé par +E
On peut donc dire qu'il s'agit
du codage NRZ Bipolaire
avec la durée d'un symbole
qui est de 100us.
Bien
0 codé par -E
placez mieux vos curseurs
cela aurait permis de relever la
durée d'un symbole et donc la
rapiditée.

Signal du Code 1

Début de la trame codé par 0
On peut donc dire qu'il s'agit
du codage MLT3 avec la
durée d'un symbole qui est de
100us.
Deuxième bit codé par un 1 donc
changement d'état ( +E 0 -E 0...)

Bien
Signal du Code 2

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Début de la trame codé par 0, pas
de transition
On peut donc dire qu'il s'agit
du codage NRZI avec la
durée d'un symbole qui est de
100us.

Deuxième bit codé par un 1 donc
changement d'état ( +E / -E)

Signal du Code 3

Deuxième bit de la trame codé par
1, changement d'état ( +E/0)
On peut donc dire qu'il s'agit
du codage RZ avec la durée
d'un symbole qui est de
100us.
Début codé par un 0 donc changement
d'état ( -E/ 0)
Bien

Signal du Code 4

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Deuxième bit de la trame codé par
1, changement d'état ( +E/-E)
On peut donc dire qu'il s'agit
du codage Manchester avec
la durée d'un symbole qui est
de 100us.
Début codé par un 0 donc changement
d'état ( -E/ +E)
Bien

Signal du Code 5

Deuxième bit de la trame codé par
00, donc état à -3E
On peut donc dire qu'il s'agit
du codage 2B1Q avec la
durée d'un symbole qui est de
200us.
Bien
Début codé par un 01 donc état à -E

Signal du Code 6

 Rappeler la définition du débit binaire (bit/s), de la rapidité de modulation (baud) et de la
Valence. Quel est le lien entre ces trois éléments ?
Le débit binaire est une mesure de la quantité de données numériques transmises par unité de
temps.
La rapidité de modulation donne la cadence (Bauds) de succession des éléments du signal.
La valence est le nombre d'états possibles d'un signal transmis.
D = R log2 V



Bien

Pour chacun de ces codes on donne la rapidité et la valence.

Code NRZ : On la formule R = 1/Ts donc R = 1/ 100E-6 = 10 000 Bds.

Bien

Et on retrouve une valence de 2 expérimentalement.
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Code MLT3 : On la formule R = 1/Ts donc R = 1/ 100E-6 = 10 000 Bds.
Et on retrouve une valence de 2 expérimentalement.
Code NRZI : On la formule R = 1/Ts donc R = 1/ 100E-6 = 10 000 Bds.
Et on retrouve une valence de 2 expérimentalement.
Code RZ : On la formule R = 1/Ts donc R = 1/ 100E-6 = 10 000 Bds.
Et on retrouve une valence de 2 expérimentalement.

Bien mais la rédaction aurait
pu être allégée: vous repetez
Code Manchester : On la formule R = 1/Ts donc R = 1/ 100E-6 = 10 000 Bds.
plein de fois la même chose...
Et on retrouve une valence de 2 expérimentalement.

Code 2B1Q : On la formule R = 1/Ts donc R = 1/ 100E-6 = 10 000 Bds. non! Ts=200us donc R=5kBds...
Et on retrouve une valence de 4 expérimentalement.

Le code 2B1Q(code 6) se distingue des autres codes car il a une valence de 4 contrairement aux
autres.
./ 2ETUDE SPECTRALE
 Rappeler ce qu’est une Séquence Binaire Pseudo Aléatoire (SBPA). Justifier qu’en anglais,
on trouve l’acronyme PRBS ou des fois PN.
C'est la diffusion de bits aléatoires qui sont crées à partir d'un calcul, qui correspond à une
séquence qui peut se repeter.
PRBS : Pseudo Random Binary Sequence
On relève les spectres pour la séquence de type ‘PN’ (Pseudo Noise) pour les différents codes proposés.

Spectre du code NRZ

Caractéristique :
Efficacité spectrale de 1.
Pas de signal à 10kHz donc pas de
récupération d'horloge.

Bien
10kHz
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Spectre du code MLT3

2,5kHz
Caractéristique :
On pas besoin du premier lobe dans son
intégralité à cause de sa forme décroissante
donc efficacité spectrale de 4.
Pas de signal à 10kHz donc pas de
récupération d'horloge.
Bien

Spectre du code NRZI

10kHz
Caractéristique :
Efficacité spectrale de 1.
Pas de signal à 10kHz donc pas de
récupération d'horloge.
Bien

Spectre du code RZ

20kHz (2/T)
Caractéristique :
Efficacité spectrale de 0,5.
Signal à 10kHz donc
d'horloge.

récupération

Bien

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Spectre du code Manchester

20kHz (2/T)
Caractéristique :
Efficacité spectrale de 0,5.
Signal à 10kHz donc récupération d'horloge
meilleur car on est au maximum.
Bien

Spectre du code 2B1Q

10kHz
Caractéristique :
Efficacité spectrale de 2.
Pas de signal à 10kHz donc pas de
récupération d'horloge.
Bien

./ 3SÉQUENCES PARTICULIÈRES.
Il y a parfois des séquences singulières, comme ‘00000000’, qui infirment les propriétés précédentes.
On observe les chronogrammes et les spectres des différents codes proposés pour
cette séquence singulière
En comparant les différents chronogrammes et spectres, on s'aperçoit que seul le code Manchester
et le code RZ permettent de retransmettre l'horloge.

Bien
Pour le code 5, le chronogramme lorsque la séquence d’entrée vaut ‘10101010’.
Là encore on peut remarquer que le code Manchester transmet l'horloge.

faire le lien avec le TP2 (synchro dans ethernet 10BT)

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Pour le code 2, on observe le chronogramme lorsque la séquence d’entrée vaut
‘11111111’.
On relève une fréquence du signal à 2,47kHz car en effet dans ce cas un motif correspond à 4 bits
donc 4 fois plus petit que le débit : f = 10000/4 = 2,5 kHz
idem faire le lien avec le caractére IDLE dans Ethernet 100BT
n= D/B = 10000/2500 = 4 → Plus la valeur est grande, plus l’efficacité est bonne.

./ 4RÉSUMÉ :
NRZ

MLT3

NRZI

RZ

Manchester

2B1Q

Valence

2

2

2

2

2

4

Rapidité

10kBds/s

10kBds/s

10kBds/s

10kBds/s

10kBds/s

Complexité

Simple

Complexe

Moyen

Moyen

Moyen

Complexe

Synchronisation

Non

Non

Non

Oui

Oui

Non

Efficacité

1

4

1

0,5

0,5

2

Résistance Bruit

+++

+

++

+

++

+ --

20kBds/s 5kBds

des erreurs pour le 2B1Q

/ IIINFLUENCE DU CANAL SUR LA TANSMISSION – DIAGRAMME DE L’ŒIL.
./ 1DIAGRAMME DE L’ŒIL.
 Rappeler ce que représente un diagramme de l’œil et comment il se construit.
Le diagramme de l'oeil permet d'une manière très simple d'apprécier la qualité des signaux
numériques reçus avant qu'ils atteignent le dispositif de démodulation. Il s'agit d'une des mesures
de base en transmission numérique.

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Bien

Schéma de la construction d'un diagramme de l'œil

Pour le code 1( NRZ Bipolaire),on relève les diagrammes de l’œil.

+E
-E

Diagrammes de l’œil du code NRZ

Il s 'agit bien du diagrammes de l'oeil du code NRZ car on voit deux états distincts qui sont +E et -E
sans états intermédiaires. Les traits verticaux représentes les transitions entre les deux états, qui
permettent de connaître l'horloge. Soit 100us.
Bien

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On recommence pour le code 2B1Q puis pour le code MLT3.

Diagrammes de l’œil du code 2B1Q

On reconnaît bien le code 2B1Q, car on voit qu'il y a 4 états distinct ( -3, -1, +1, +3).
Les traits verticaux représentes les transitions entre les deux états, qui permettent de connaître
l'horloge. Soit 200us. Bien

+V
0

-V

Diagrammes de l’œil du code MLT3

On reconnaît bien le code MLT3, car on voit qu'il y a 3 états distinct ( +V, 0, -V).
Les traits verticaux représentes les transitions entre les deux états, qui permettent de connaître
l'horloge. Soit 100us.

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./ 2INFLUENCE DE LA BANDE PASSANTE.
 Rappeler le théorème de Nyquist liant la bande passante du canal à la rapidité.
Avec une largeur totale de bande du canal B, il est possible de transmettre au maximum 2B
symboles par seconde.
R < 2B
On activer le ‘Filtrage canal’ et on initialise la bande passante du canal à 20kHz. On
diminue la bande passante par pas de 1kHz jusqu’à 5kHz.

On remarque la bande passante
est limitée à 20kHz d'où le bon
fonctionnement du filtrage canal.
Le signal est toujours retransmit.

Bien

Spectre codage NRZ avec bande passant

20 kHz
On a diminué la bande passante à 5
kHz, on s'aperçoit ici que le signal peut
être encore retransmit car on est à la
limite théorique.
Bien

Diagramme de l’œil codage NRZ avec bande passante

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On a diminué la bande passante à 3
kHz, on s'aperçoit ici que le signal ne
peut plus être retransmit car on ne
respecte plus le théorème de Niquyst.

Diagramme de l’œil codage NRZ avec bande passante de???

On a mis la bande passante à 5 kHz, on
s'aperçoit ici que le signal ne peut être
retransmit car on ne respecte plus le
théorème de Niquyst. On ne distingue
pas les yeux.
2*5<R
on est ici à la limite de Nyquist...

Diagramme de l’œil codage Manchester avec bande passante

On a mis la bande passante à 5 kHz, on
s'aperçoit ici que le signal est bien
retransmit car on respecte le théorème
de Niquyst. On distingue bien les yeux.
B=R

Diagramme de l’œil codage 2B1Q avec bande passante

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On a mis la bande passante à 5 kHz, on
s'aperçoit ici que le signal est bien
retransmit car on respecte le théorème
de Niquyst. On distingue bien les yeux.

Diagramme de l’œil codage MLT3 avec bande passante

Il aurait fallu faire le lien avec les relevés des spectres des différents codes et avec le
théorème de Nyquist (notament pour le 2B1Q)

./ 3INFLUENCE DU BRUIT.
 Rappeler ce que signifie le paramètre Eb/N0.
Le paramètre Eb/N0 représente le rapport signal sur bruit S/N en numérique.

soyez + précis...

que représentent Eb et N0?

On active le bruit et initialise Eb/N0 à 30dB.

On remarque que malgré le bruit, le
diagramme
de
l’œil
est
bien
exploitable.

Diagramme de l’œil codage NRZ avec Eb/N0 à 30dB

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comment se traduit le bruit sur le
diagramme? (épaisseur)

On remarque que le bruit est plus
présent que sur le précèdent,
cependant le diagramme de l’œil est
bien exploitable.

Diagramme de l’œil codage NRZ avec Eb/N0 à 20dB

On remarque que le bruit est trop
important pour pouvoir exploiter le
diagramme de l’œil.
Bien

Diagramme de l’œil codage NRZ avec Eb/N0 à 10dB

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Pour un Eb/N0=14dB, on compare les diagrammes de l’œil des codes 1 et 6.

On pourra mieux retransmettre le
signal NRZ que le signal 2B1Q car il
y a plus d'écart entre les états du
code NRZ.

Diagramme de l’œil codage NRZ avec Eb/N0 à 14dB

Bien

Diagramme de l’œil codage NRZ avec Eb/N0 à 14dB

/ IIIINTERFERENCES ENTRE SYMBOLES (IES) – FILTRE DE NYQUIST.
./ 1VISUALISATION DES IES.
 Rappeler ce que signifie « IES ».
Cet acronyme qui signifie Interférence Entre Symboles.

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au début, c'est le filtre canal qu'il fallait activer et non le filtre de Nyquist...
Lorsque que le filtre de Nyquist est
activé, on remarque l'amplitude est
atténué à partir d'une certaine
fréquence.

Spectre du codage NRZ avec filtre de Nyquist

On mesure la durée d'un symbole sans le filtre de Nyquist, on trouve Ts=100us.
Ce qui est logique puisse que l'on a 10kHz.
Le théorème de Nyquist est bien vérifié. On met pour cela R sous la forme R=k.B
On détermine k, k=R/B=10k/7k=1,41 qui est bien inférieur à n2

Bien

On s'aperçoit qu'il y a un léger
retard, ce qui n'es t pas gênant
pour observer les IES.

Représentation temporelle du filtre de Nyquist
Pour visualiser les IES introduit par ce filtrage, on remplie le tableau suivant :
Temps (s)
TREF – TS
Amplitude mesurée (V)
0,5
Amplitude qu’on aurait 0
s’il n’y avait pas d’IES (V)

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TREF
5,4
5

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TREF +TS
-1
0

TREF +2TS
1
0

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Bien

On fait varier la bande passante du canal et on observe comment les IES varient.
BP=14kHz

BP=7kHz
On voit que le signal se
déforme
quand
on
augmente
la
bande
passante
BP=2kHz
Bien! retirez cependant le spectre
qui n'a rien à faire ici.
Filtre de Nyquist avec différentes valeur de la Bande Passante

On remet maintenant une bande passante de 7kHz et on place un signal pseudo aléatoire (PN).

./ 2FILTRE DE NYQUIST
 Rappeler le rôle d’un filtre de Nyquist.
Le rôle de ce filtre est d'éviter les interférences entre symboles en imposant un retour à 0 aux temps
multiples de la période sur la réponse à une impulsion.
........................

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