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Transmission d'un signal audio-vidéo fréquence par faisceau hertzien et par satellite (cas de l'ORTB )

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par Ghislain Akpaki
Institut Cerco - Licence professionnelle 2009
  

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3.2.2 Les modes de modulation

Les satellites en orbite polaire qui nous intéressent transmettent sur une porteuse à 137.500 Mhz (NOAA 12 et NOAA 15) et 137.620 Mhz (NOAA 17) pour les signaux analogiques que nous allons capter (un autre type de transmission, numérique cette fois, nécessitant un matériel plus perfectionné s'effectue à 1.7 GHz). L'état de fonctionnement des satellites en orbite polaire (dits POES11 - Polar Operational Environmental Satellites) est constamment remis à jour sur un site web du NOAA12.L'encodage des signaux transmettant les images météorologiques est un peu complexe mais très intéressant car il permet d'aborder

divers modes de modulation (figure 3). Nous allons décrire ici le mode de communication APT (Automatic Picture Transfer), mode de communication analogique qui ne nécessite aucun matériel spécialisé complexe de décodage autre qu'un ordinateur équipé d'une carte son. Nous partons d'un signal constitué d'une trame de pixels (image obtenue par la caméra embarquée à bord du satellite) d'intensités lumineuses variables. Ces variations d'intensité lumineuse modulent en amplitude une sinusoïde à 2400 Hz (i. e. l'amplitude de la sinusoïde est proportionnelle à l'intensité du pixel). Cette sinusoïde modulée est ensuite elle-même utilisée pour moduler en fréquence une porteuse autour de 137.5 Mhz ou 137.62 Mhz selon le satellite.

Au sol, le récepteur radio est donc utilisé dans son mode de démodulateur de fréquence qui convertit le signal radio fréquence en un signal audio autour de 2400 Hz. Ce signal est enregistré par la carte son d'un ordinateur (fréquence d'échantillonnage de 11025 Hz, 16 bits/donnée dans notre cas), et son amplitude restitue l'intensité lumineuse de chaque pixel. La façon la plus simple de retrouver l'amplitude de cette sinusoïde est d'y appliquer un filtre passe-bas de fréquence de coupure inférieure à la fréquence de la porteuse (notez que moyenner plusieurs échantillons successifs correspond au filtre passe-bas le plus simple possible). Le son caractéristique issu du récepteur radio lorsque la transmission d'un satellite est démodulée est un sifflement continu à cette fréquence de 2400 Hz.

3.2.3 La modulation du signal audio

En télécommunications, le signal transportant une information doit passer par un moyen de transmission entre un émetteur et un récepteur. Le signal est rarement adapté à la transmission directe par le canal de communication choisi, Hertzien, filaire, ou optique. La modulation peut être définie comme le processus par lequel le signal est transformé de sa forme originale en une forme adaptée au canal de transmission, par exemple en faisant fluctuer les paramètres d'amplitude et d'argument (phase/fréquence) d'une onde sinusoïdale nommée porteuse.

La modulation et la démodulation sont une étape dans la communication d'une information entre deux utilisateurs. A titre d'exemple, pour faire communiquer deux utilisateurs de courriels par une ligne téléphonique, des logiciels, un ordinateur, des protocoles, un modulateur et un démodulateur sont nécessaires. La ligne téléphonique est le canal de transmission, sa bande passante est réduite, il est affecté d'atténuation et de distorsions. La modulation convertit les informations binaires issues des protocoles et des logiciels, en tension et courant dans la ligne. Le type de modulation employé doit être adapté d'une part au signal (dans ce cas numérique), aux performances demandées (taux d'erreur), ainsi qu'aux caractéristiques de la ligne.

La modulation permet par conséquent de translater le spectre du message dans un domaine de fréquences qui est plus adapté au moyen de propagation et d'assurer après démodulation la qualité requise par les autres couches du dispositif.

L'objectif des modulations analogiques est d'assurer la qualité suffisante de transmission d'une information analogique (voix, musique, image) dans les limites du canal utilisé et de l'application.

L'objectif des modulations numériques est d'assurer un débit maximum de données binaires, avec un taux d'erreur acceptable par les protocoles et correcteurs amont et aval. Dans l'empilement des protocoles OSI (architecture standard des télécommunications numériques), la modulation est l'élément principal de la couche physique.

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