Memoire Online - à‰tude comparative entre la norme européenne et chinoise pour la diffusion de la télévision numérique terrestre en RDC.

« Je ne connais personne _qui ne soit pas heureux de faire du beau travail ; la joie de tout homme est de réussir _quel_que chose ».

Dédicaces

A mes parents à _qui je dois tout et dont l'affection, le dévouement et les encouragements ont été pour moi le meilleur _ga_ge de réussite ;

Remerciements

Ce travail n'aurait être réalisé sans le soutien de plusieurs personnes. La disponibilité et les compétences de chacun m'ont souvent permis de franchir des obstacles en apparence insurmontables. Que soient donc ici, remerciés tous ceux qui m'ont communiqué l'énergie et la confiance nécessaires au déroulement de ce travail.

Nonobstant l'incommensurabilité de notre joie d'arriver à ce cap immense et gigantesque, je remercie tout d'abord le Seigneur JESUS-CHRIST, lui qui nous a sorti de la médiocrité et qui nous a amené au sublime, afin que nous parvenions à réaliser ce travail qui sera consigné dans les annales des oeuvres scientifique.

J'exprime mes sincères reconnaissances à mes parents pour leur amour démesuré qu'ils ont toujours eu envers moi, cet amour leur a fait trimer pour que je puisse étudier.

J'exprime ma gratitude au directeur de l'Ecole Supérieure d'Informatique Salama le père Jean marc NGOIE pour le cadre qu'il nous a offert pour notre encadrement.

Je remercie mon directeur de travail, Monsieur Noel LUKOM BA et notre codirecteur Ir HEMEDY SALHE pour m'avoir conduit dans les recherches et dans la réalisation de ce travail.

Je tiens `à remercier très affectueusement mes frères et soeurs jonathan MUKADI, Emmanuel KAPANBU, dan KALENGA, gloire KAZADI, Joséphine MUNGELI, Josué BILOMBA, pour leur soutiens spirituel et moral.

Je remercie chaleureusement mon oncle léonard BILOMBA et mes tantes Géneviève SUMBU, martine NTUMBA, Philomène KABEDI, Arlette BIMANCHA pour leur générosité.

Mes respectueux remerciements à mes amis et collègues pierre KITENGE, heritier MALANGO, kunda KONDOKO, loriane MWAYUMA barthelemy KONGOLO, germain KIME, eddy MASUKA, KIRO, sylavain TSHEBWE.

Enfin, j'adresse mes remerciements les plus sincères à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la concrétisation de ce travail.

INTRODUCTION GENERALE

1. Présentation du sujet

Dans le monde de la communication, la vague de la numérisation continue de se répandre. Après avoir révolutionnée le son, l'image, la vidéo et la téléphonie, c'est au tour maintenant des réseaux hertziens terrestres de passer au numérique. Les téléspectateurs grand public dotés d'une bonne vieille antenne râteau peuvent désormais progressivement bénéficier du fruit de la technologie de la diffusion numérique terrestre, en recevant chez eux des images et du son de qualité numérique.

La technologie est mûre. Des services nouveaux seront donc proposés au consommateur et le marché déterminera leur équilibre économique. Toutefois, ils reviennent aux pouvoirs publics, dans leur accompagnement de l'essor du numérique, d'opérer les arbitrages nécessaires en matière de normes techniques. C'est dans ce cadre que s'inscrit l'objet de ce travail intitulé : « Étude comparative entre la norme européenne et la norme chinoise pour la diffusion de la télévision numérique terrestre en RDC. »

2. Etat de la question

L'honnêteté scientifique nous exige qu'à une certaine étape du travail que nous présentons l'état de la question, cette étape nous permet de dire si notre travail a déjà été exploité par d'autres et sous quelle dimension.

Quant à la question de savoir l'état actuel de la question sur l'étude comparative entre la norme européenne et la norme chinoise pour la diffusion de la télévision numérique terrestre en RDC nous dirons donc que nous ne sommes pas les premiers à traiter de cette manière. Des études ont été menées à l'école Supérieure d'Informatique Salama sur l'étude comparative entre les normes européennes et japonaises.

Cependant notre travail ne vient pas écraser ce qui a été fait avant, mais plutôt s'en servir et proposer la meilleure norme que la RDC devra adopter.

3. Problématique et hypothèse

a. Problématique

La problématique à plusieurs définitions parfois suscite des controverses. Mais qu'à cela ne tienne nous prendrons la définition de MPALA MBABULA Louis, cet auteur définit la

problématique comme étant « une approche ou la perspective théorique que l'on décide d'aborder pour trouver le problème posé par la question de départ. »1

Quelle est la meilleure norme que la république démocratique du Congo doit-elle à d'opter pour la diffusion de la télévision numérique terrestre ?

Quelles sont les modulations qui sont utilisées dans les deux normes de la télévision Numérique terrestre ?

b. Hypothèse

D'après le dictionnaire Dicos Encarta Encyclopédique, « une hypothèse est une supposition ou prédiction fondée sur la logique de la problématique et des objectifs de la recherche définis. C'est aussi la réponse anticipée à la question de recherche posée ».² La RDC doit adopter pour la norme européenne avec ses multiples avantages et pour des raisons diplomatiques. De par sa grande simplicité et sa robustesse vis-à-vis des longs échos du signal engendrés par le canal de transmission, la modulation à porteuses multiples de type OFDM a été adoptée dans la norme européenne. Une modulation du type TDS-OFDM, également connue sous le nom de PRP-OFDM ou KSP-OFDM est une nouvelle forme de signal OFDM qui utilise pour intervalle de garde une séquence pseudo-aléatoire, au lieu du préfixe cyclique a été adoptée dans la norme chinoise.

4. choix et intérêt du sujet

Il sied de signaler d'ores et déjà que la télévision numérique terrestre constitue à l'heure actuelle une grande préoccupation technologique et soulève des multiples problématiques quant aux normes à utiliser. La télévision numérique, nouveau mode de diffusion de la télévision, permet au contraire d'offrir beaucoup plus de programmes et de déployer de nouveaux services. Grâce aux avancées considérables qu'ont récemment connu les techniques de traitement numérique du signal, il est aujourd'hui possible de profiter d'une meilleure qualité d'image et de son. La télévision numérique terrestre présente un grand intérêt en raison de son déploiement aisé sur de grandes zones de couverture, sa bonne qualité de service ainsi que sa possibilité d'adaptation aux scénarios de réception fixe et mobile.

1 MPALA MBABULA, L, Cours d'initiation à la recherche scientifique G2 SIC, 2013, Inédit, p.19

Ainsi, l'intérêt de notre travail sur l'étude comparative entre la norme européenne et la norme chinoise se veut double c'est-à-dire sur le plan personnel et sur le plan social.

y' Sur le plan personnel, ce travail va nous permettre à connaitre et à élargir nos connaissances en matière des nouvelles technologies de l'information et de la communication.

y' Sur le plan social, cette démarche va permettre aux professionnels de l'audiovisuel d'être suffisamment informés sur les normes de la TNT.

5. Méthodes et techniques

a. Méthodes

Selon Jean Louis LAUBET Del Bayle, la méthode est définit « Comme l'ensemble des opérations intellectuelles permettant d'analyser, de comprendre et d'expliquer la réalité étudiée ».³

Pour l'élaboration de ce travail, nous avons utilisé les méthodes ci-après :

Méthode analytique : Cette méthode est la voie que nous suivons lorsque nous lisons un texte pour découvrir le message nous adressé par l'auteur du texte. Nous lisons attentivement le texte en nous arrêtant à chaque phrase pour en saisir le sens ou le message.

Méthode comparative : elle consiste à comparer et à catégoriser. On peut dire lier à la typologie, la méthode comparative vaut, sur le plan scientifique ce que valent les types qu'elle compare.

Méthode critique : elle consiste à dégager le bon et le mauvais côté d'un problème.

b. techniques

Concernant les techniques utilisées, nous avons utilisé les techniques documentaires qui sont des procédés opératoires extériorisables et visibles des documents, procédés que manipule le chercheur pour obtenir des informations. A la base de techniques documentaires il y a donc des documents.

6. Délimitation du sujet

Délimiter un travail scientifique consiste à déterminer l'espace et le temps de son élaboration. Dans le cas de notre travail nous allons nous limiter sur l'étude comparative entre la norme européenne et la norme chinoise. Les propositions que nous allons suggérer peuvent aller jusqu' a d'autre normes de la TNT.

7. Subdivision du sujet

Outre l'introduction et la conclusion, notre travail va s'articuler autour de quatre chapitres suivants : le premier chapitre va nous parler sur les généralités sur la télévision numérique il sera question de parler de l'historique de la télévision numérique, de parler de la numérisation de l'information avec un accent sur les différentes types de diffusion de la télévision numérique.

Le deuxième chapitre va nous parler de la norme européenne avec un accent particulier sur la modulation OFDM et sur les différents types des codages de l'information.

Le quatrième chapitre va nous parler de l'étude comparative entre la norme européenne et la norme chinoise.

CHAPITRE I GENERALITES SUR LA TELEVISION

NUMERIQUE

I.1. Introduction

Les systèmes de transmission numérique véhiculent de l'information entre une source et un destinataire en utilisant un support physique comme le câble, la fibre optique ou encore, la propagation sur un canal radioélectrique. Les signaux transportés peuvent être soit directement d'origine numérique, comme dans les réseaux de données, soit d'origine analogique (parole, image...) mais convertis sous une forme numérique. La tâche du système de transmission est d'acheminer l'information de la source vers le destinataire avec le plus de fiabilité possible.⁴

I.2. historique de la télévision numérique

L'alliance du câble et du satellite a fait entrer la télévision dans l'ère du numérique, d'abord aux Etats-Unis, en 1994, avec direct TV, puis en Europe, et notamment en France en 1996, avec trois bouquets de programmes, reçus presque à la demande, à la qualité des images, grâce aussi aux services interactifs, qui ont conquis un public restreint mais averti et fidèle. Ainsi, un pas décisif est franchi avec l'arrivée, à l'aube du XXI^e siècle, de la TNT, la Télévision Numérique Terrestre enfin accessible à tous, puisque les signaux-vidéos, audio et les données informatiques sont numérisés, puis ordonnés dans un flux unique avant d'être transportés jusqu'aux téléspectateurs par la voie hertzienne terrestre, via les ondes électromagnétiques. De nombreux pays, parmi lesquels la France, s'intéressent à l'évolution de la télévision numérique hertzienne. 5

En France, le rapport des groupes de travail chargés de cette réflexion est publié en avril 1999. Dès lors, la société Télédiffusion de France (TDF), diffuseur historique de la télévision hertzienne qui avait déjà tenté de petites expériences de télévision numérique à Metz et à Nogent-le-Roi en 1998, se lance immédiatement dans une mise à l'épreuve à grande échelle du dispositif dans les principales villes bretonnes. En août 2000, la France vote avec un retard la loi sur la TNT. Certains pays le Royaume-Uni, la Suède et l'Espagne votent une nouvelle loi sur l'audiovisuel qui donne un cadre juridique à la télévision numérique terrestre. Un an plus tard, le Conseil supérieur de l'audiovisuel (CSA), sous l'impulsion de son nouveau président Dominique Baudis, lance un appel à candidatures pour⁶ l'exploitation des canaux de

⁵ http://www. MemoireOnline - Intégration de la télévision numérique terrestre en RDC à%%A0 l'horizon 2015, page , consultée le20 avril 2015 à 16h30

diffusion. Le 23 octobre 2002, les candidatures de vingt-huit chaînes dont quatorze diffuseront gratuitement sont jugées recevables. La même année, et bien que tout paraisse se dérouler sous des auspices favorables, un rapport, commandé par le Premier ministre Jean-Pierre Raffarin, repousse le lancement de la TNT, tout d'abord à la fin 2004, puis au 1^er mars 2005 pour les chaînes gratuites et au 1^er septembre 2005 pour les chaînes payantes. Enfin, le 31 mars 2005 débute officiellement la diffusion de la TNT en France. Les quatorze premières chaînes gratuites de la TNT sont : TF1, France 2, France 3, Canal+ (programmes en clair), France 5, M6, Arte, Direct 8, W9, TMC, NT1, NRJ 12, LCP-Assemblée nationale/Public Sénat, et France 4. Depuis l'automne 2005, quatre autres chaînes gratuites sont diffusées : télé, Europe 2 TV, BFM TV et Jeunesse TV.

I.3. la numérisation

L'importance des systèmes numériques de traitement de l'information ne cesse de croitre (radio, télévision, téléphone, instrumentation...).Ce choix est souvent justifié par des avantages techniques tels que la grande stabilité des paramètres, une excellente reproductivité des résultats et des fonctionnalités accrues. Le monde extérieur étant par nature analogique, une opération préliminaire de conversion analogique numérique est nécessaire. La conversion analogique numérique est la succession de trois effets sur le signal analogique de départ⁷ :

I.3.1 l'échantillonnage

I.3.1.1 définition

L'échantillonnage consiste à prélever à des instants précis, le plus souvent équidistants, les valeurs instantanées d'un signal. Le signal analogique s(t), continu dans le temps, est alors représenter par un ensemble de valeurs discrètes.

Cette opération est réalisée par un échantillonneur souvent symbolisé par un interrupteur.

I.3.1.2 échantillonnage idéale

L'échantillonnage idéal est modélisé par la multiplication du signal continu s(t) et d'un peigne de Dirac de période Te.

I.3.1.3 échantillonnage réel

En pratique, l'échantillonnage s'effectue en commandant un interrupteur par un train d'impulsions étroites. Il est donc impossible d'obtenir des échantillons de durée quasiment nulle. La modélisation de l'échantillonnage par un peigne de Dirac est donc erronée. En fait, chaque impulsion va avoir une durée très courte T. L'échantillonnage peut donc être modélisé par la multiplication du signal par une suite de fonction rectangle (ou porte) de largeur T. L'expression du signal d'échantillonnage devient donc :

I.3.2 la quantification

I.3.2.1 définition

La quantification consiste à associer à une valeur réelle x quelconque, une autre valeur xq appartenant à un ensemble fini de valeurs et ce suivant une certaine loi : arrondi supérieur, arrondi le plus proche, etc...

Le fait d'arrondir la valeur de départ entraîne forcément une erreur de quantification que l'on appelle le bruit de quantification.

I.3.2.2 quantification uniforme

La loi de quantification uniforme utilise un pas de quantification (?) constant entre chaque valeur xq.

Le bruit de quantification nq est dans ce cas un signal aléatoire. Ces caractéristiques sont donc définies par ses propriétés statistiques. On peut alors démontrer que la puissance du bruit de quantification est égale à :

I.3.3 le codage

Le codage consiste à associer à un ensemble de valeurs discrètes un code composé d'éléments binaires.

I.4 la modulation numérique

La modulation a pour objectif d'adapter le signal à émettre au canal de transmission. Cette opération consiste à modifier un ou plusieurs paramètres d'une onde porteuse centrée sur la bande de fréquence du canal.

Dans les procédés de modulation binaire, l'information est transmise à l'aide d'un paramètre qui ne prend que deux valeurs possibles. Dans les procédés de modulation M-aire, l'information est transmise à l'aide d'un paramètre qui prend M valeurs. Ceci permet d'associer à un état de modulation un mot de n digits binaires. Le nombre d'états est donc M = Tⁿ Ces n digits proviennent du découpage en paquets de n digits du train binaire issu du codeur⁸.

V' Modulation par Déplacement de Phase Différentiel MDPD (Differential Phase Shift

V' Modulation d'amplitude de deux porteuses en quadrature MAQ (Quadrature Amplitude

V' Modulation par Déplacement de Fréquence MDF (Frequency Shift Keying : FSK).

I.4.1 définitions de quelques termes

V' La rapidité de modulation R : se définit comme étant le nombre de changements d'états par seconde d'un ou de plusieurs paramètres modifiés simultanément.

? Le débit binaire D : se définit comme étant le nombre de bits transmis par seconde. Il sera égal ou supérieur à la rapidité de modulation selon qu'un changement d'état

? L'efficacité spectrale d'une modulation se définit par le paramètre ç=B et s'exprime en

Bit/seconde/Hz La valeur D est le "débit binaire" et B est la largeur de la bande occupée par le signal modulé. Pour un signal utilisant des symboles Maires, on aura

loge M bit/sec/Hz. Remarquons que pour B et T donnés, l'efficacité spectrale

augmente, comme on pouvait s'y attendre, avec le nombre de bit/symbole n=log2 M C'est en effet la raison d'être de la modulation M-aire.

I.4.2 Principe de modulations numériques

Le message à transmettre est issu d'une source binaire. Le signal modulant, obtenu après codage, est un signal en bande de base, éventuellement complexe, qui s'écrit sous la forme :

La fonction g(t) est une forme d'onde qui est prise en considération dans l'intervalle [0, T [puisque t doit vérifier la relation : kT<= t < (k+1)T.

Dans les modulations MDA, MDP et MAQ, la modulation transforme ce signal c(t) en un signal modulé m(t) tel que :

Si les ck(t) = ak(t) + jbk(t) sont réels (bk(t) = 0), la modulation est dite unidimensionnelle, et s'ils sont complexes la modulation est dite bidimensionnelle.

m(t)=Ek ak(t). cos( mot + (po) - E_k bk(t). sin(mot + (po) En posant a(t)=Ek ak(t) et b(t)=Ek bk(t)

I.4.3 Le schéma théorique du modulateur

I.4.4 Modulation par déplacement d'amplitude

Les Modulations par Déplacement d'amplitude (MDA) sont aussi souvent appelées par leur abréviation anglaise : ASK pour "Amplitude Shift Keying. Dans ce cas, la modulation ne s'effectue que sur la porteuse en phase cos(ù0t + G0). Il n'y a pas de porteuse en quadrature. Cette modulation est parfois dite mono dimensionnelle. Le signal modulé s'écrit alors :

La forme de l'onde g(t) est rectangulaire, de durée T et d'amplitude égale à 1 si t appartient à l'intervalle [0, T [et égale à 0 ailleurs.

I.4.5 Modulation par déplacement de phase

Les Modulations par Déplacement de phase (MDP) sont aussi souvent appelées par leur abréviation anglaise : PSK pour "Phase Shift Keying".

I.4.6 Modulation par déplacement de fréquence

Les Modulations par Déplacement de fréquence (MDF) sont aussi souvent appelées par leur abréviation anglaise : FSK pour "Frequency Shift Keying.

Une propriété de la modulation par déplacement de fréquence est d'avoir une enveloppe constante : et ^0(t)=Cte.

L'expression du signal modulé par déplacement de fréquence s'écrit aussi plus simplement, et en prenant ?0 = 0, par :

I.5 multiplexage

Le multiplexage est la technique permettant de faire passer plusieurs canaux de communication sur un même circuit, un même câble ou une même fréquence. En effet, à partir du moment où plusieurs utilisateurs se partagent le même support de transmission, il est nécessaire de définir le principe du partage du canal de transmission. À l'arrivée, l'opération inverse sera effectuée, elle permet en sortie du canal unique de séparer différents signaux en leur affectant chacun une sortie. Cette opération s'appelle le démultiplexage.⁹

M U		D
		D
	Canal unique	E
L		M
L		M

T I		U L
T I		U L

P		T

I.5.1 Multiplexage temporel(TDMA)

Le principe est que les utilisateurs se partagent le même canal en temps. Chaque

utilisateur peut émettre périodiquement une partie de son message. Pour émettre la suite du

message, chaque utilisateur doitR attendre une période afin que l'intervalle de temps qui lui est attribué soit à nouveau disponible

I.5.2 Multiplexage Fréquentiel (FDMA)

La technique du multiplexage en fréquence consiste à partager la bande de fréquence du support de transmission en différents canaux caractérisés par des fréquences différentes.

Chaque utilisateur se voit alors attribuer un canal, c'est-à-dire une fréquence sur laquelle il peut émettre¹⁰

I.5.3 Multiplexage CDMA

Le CDMA (Code Division Multiple Access) est la méthode d'accès plus récente. Le premier système CDMA qui a été développé selon cette technologie est la norme américaine TIA-EIA-IS-95-A/B. Le CDMA est basé sur la répartition par codes. En effet, chaque utilisateur est différencié du reste des utilisateurs par un code N qui lui a été alloué au début de sa communication et qui est différent du reste des codes liés à d'autres utilisateurs. Dans ce cas, pour écouter l'utilisateur N, le récepteur n'a qu'à multiplier le signal reçu par le code N associé à cet utilisateur.

I.5.4 Multiplexage OFDMA

L'OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) est une technique de multiplexage et de codage des données utilisée principalement dans les réseaux de téléphonie mobile de 4^e génération. Ce codage radio associe les multiplexages en fréquence et temporel.

I.6 modes de diffusion de la télévision numérique

I.6.1 diffusion par satellite

La télévision par satellite consiste à émettre depuis un satellite en orbite géostationnaire (à 35 850 km, qui se déplace à la même vitesse que la rotation de la Terre, donc qui paraît « immobile » depuis le sol) des programmes de radio et de télévision, numériques, payants (cryptés) ou gratuits (en clair). Chaque canal ou « répéteur » (ou encore, transpondeur) est utilisé pour transmettre un multiplex de six à dix programmes de télévision, selon le taux de compression utilisé (et plusieurs programmes radiophoniques), selon la norme utilisée.

¹⁰ Présentation des systèmes de transmissions évolués : modulation, processus physiques dans la chaîne de communication, fonctionnement des systèmes de transmission hertzienne.

L'organisation d'une telle diffusion est la suivante l'operateur de TV émet les signaux vers le satellite qui lui est alloué, à l'aide d'une parole de grand diamètre (2à 3 m) : Faisceaux Uplink .Le satellite réémet les signaux vers la terre, selon un cône qui permet la couverture totale d'une zone (Faisceau Downlink). La réception s'effectue grâce à une antenne parabolique, de faible diamètre (50 à 80 cm), pointée sur le satellite en question.¹¹

I.6.2 diffusion par câble

La diffusion par de services par le câble est essentiellement assurée par des opérateurs et nécessite le paiement d'une redevance. Les signaux sont diffusés sur le réseau câblé avec la norme spécifique DVB -C, DVB - pour les européens ;(la compression reste MPEG2 en SD et MPEG4 en HD, mais un cryptage est ajouté).Techniquement un réseau câblé se compose de 3 éléments principaux : La station de tête, le réseau de télédistribution et le terminal (téléviseur et ou/récepteur spécifique). La station tête capte des flux vidéo et les encodes en vue de leur diffusion sur le réseau. Elle comporte des antennes terrestres (râteaux) et satellites (paraboles), ainsi qu'un accès à une épine dorsale (backbone) de l'internet. Les signaux captés sont filtrés et convertis sur des fréquences conformément à un plan technique défini (canaux) ils sont démodulés, décryptés voire transcodés pour les adapter aux normes, réordonnés et ils sont de plus adaptés au contrôle d'accès spécifique du réseau câble pour la gestion directe des abonnements.

L'architecture technique du réseau comprend une série des lignes de transport, entre la tête de réseau et la prise d'abonné. Ces lignes acheminent les signaux vers les répartiteurs et amplificateurs de distribution, par le câble coaxial (avec amplificateurs des lignes), sur les réseaux les plus anciens, par la fibre monomode (multiplexage de tous les types de données numériques, pour les réseaux les plus récents. Le terminal, chez l'abonné, comporte nécessairement une carte à puce qui autorise le décodage des flux et le choix d'un programme par l'abonné.¹²

11 http://www.electronique.biz/article/272005.htmlArticle de Bernard Denis-Laroque, consultant spécialisé dans les réseaux d'émission, sur les potentiels de la TNT et notamment sur les problèmes liés aux frontières, page consultée le 29avril 2015à 18h00

I. 6.3 diffusion par internet

Ce type de diffusion utilise le protocole IP en utilisant une connexion à haut débit sur ligne téléphonique .Comme pour la TV par le câble, il y a nécessité d'un abonnement au près d'un fournisseur d'accès internet (FAI).

I.6.4 diffusion terrestre

La télévision numérique terrestre (TNT) est une évolution technique en matière de télédiffusion, fondée sur la diffusion de signaux de télévision numérique par un réseau des émetteurs hertziens terrestres. Par rapport à la télévision analogique terrestre à laquelle elle se substitue, la télévision numérique terrestre permet de réduire l'occupation du spectre électromagnétique grâce à l'utilisation de modulations plus efficaces, d'obtenir une meilleure qualité d'image, ainsi que de réduire les coûts d'exploitation pour la diffusion et la transmission une fois les coûts de mise à niveau amortis. La télévision numérique terrestre est à comparer à la télévision numérique reçue par câble ou par satellite -TNS-. Dans ce dernier cas, la diffusion se fait non pas, par le réseau des émetteurs terrestre, mais via un satellite (d'où l'utilisation d'antennes paraboliques au lieu de l'antenne de télévision classique dite râteau).¹³

I.6.5 la télévision mobile

C'est la dernière déclinaison de la télévision terrestre de la télévision, à destination des récepteurs portables et mobiles (téléphones essentiellement). Elle s'appuie sur les réseaux des opérateurs de téléphonie mobile et utilise la norme DVB-H pour les européens.

I.6.7 chaine d'émission analogique

L'image à diffuser, c'est de la lumière qui est transformée en signaux électriques par la caméra, ce qui génère un signal vidéo qui est caractérisé par sa fréquence (nombre d'oscillation par seconde). A chaque nouvelle image on obtient un nouveau signal. Pour diffuser les images, il faut faire voyager ces signaux en les plaçant sur une onde porteuse. C'est une onde électromagnétique à fréquence très élevée et bien régulière. Elle est générée par un courant électrique produit par l'émetteur. Quand on y ajoute le signal vidéo, l'onde porteuse se met à moduler au rythme du signal vidéo. Le tour est joué, les signaux voyagent sur l'onde porteuse. En fait une chaîne pour émettre un programme n'utilise pas une onde porteuse mais plusieurs réparties sur une fréquence de 8Mhz.¹⁴

I.6.8 chaine de réception analogique

Chaque chaîne émet sur sa propre plage et l'antenne râteau les reçoit toutes en même temps. Toutes les ondes porteuses arrivent sur l'antenne sous forme de signaux électriques qui modulent. Ces signaux pénètrent dans le téléviseur et sont canalisés vers le tuner. C'est lui qui va effectuer la sélection du programme (filtre qui sélectionne la plage de fréquence utilisée par le programme souhaitée). Mais pour obtenir l'image, il faut récupérer le signal produit par la caméra, qui lui est encore mélangé à la porteuse qui module. Donc étape suivante, le démodulateur qui sépare l'onde porteuse du signal vidéo, qui lui est envoyé sur le canon à électron, et celui correspondant au son envoyé aux hauts parleurs.

Le signal électrique de la caméra est numérisé : cela consiste à sélectionner des points à intervalle régulier sur la courbe et à coder leur position en binaire. Chaque code en binaire, par exemple 110, va correspondre à un point sur la courbe. Quand on diffuse en numérique, ce sont ces codes que l'on fait voyager sur les ondes porteuses. Comment ? A chaque code (ou symboles) va être attribué un court signal électrique qui a sa propre fréquence. 010 = signal 1, 001 = signal 2, ... Ces signaux vont faire moduler l'onde porteuse de la même façon. L'antenne de réception capte les ondes, ensuite démodulation, on récupère les codes de départ et on reconstitue le signal vidéo, donc l'image. Mais comme le poids des images numérisées est trop important, il est nécessaire de les compresser et de ne faire voyager que les codes qui ont changés. Comme le signal a été découpé en une série de codes, il est possible d'envoyer uniquement ceux qui ont changé par rapport à l'image précédente. Pas besoin d'encombrer les ondes avec des choses que l'on a déjà. Bilan : on gagne de la place et on va l'occuper avec de nouveaux programmes ! Concrètement, sur une bande de 8 Mhz, là où on pouvait ne diffuser qu'un programme analogique, on va pouvoir diffuser simultanément 5 ou 6 programmes numériques. Avec le numérique on gagne de la place mais ça ne veut pas dire qu'on va diviser une bande de 8 Mhz uniformément en 5 ou 6 plages. Les programmes sont donc compressés et vont pouvoir voyager ensemble par petits morceaux sur la même bande de 8 Mhz, là où ils trouvent de la place. Au final, toute la bande sera occupée, et les 5 ou 6 programmes qui voyageront ensemble sur la même bande formeront un multiplex.¹⁵

I.6.10 chaine de réception numérique

Mais avec ce système, tous les programmes sont mélangés. A la réception dans le téléviseur, il y a toujours le tuner qui va sélectionner la plage de fréquence de 8 Mhz, c'est-à-dire un multiplex dans lequel sont mélangés les éléments des programmes. Puis le signal est démodulé (séparé de

l'onde porteuse), mais le signal obtenu est toujours mélangé de 5 ou 6 programmes différents. Le démultiplexeur, nouvel élément de la TNT, va effectuer le tri. Comment ? Tous les éléments d'une image porte la marque du programme auxquels ils appartiennent. Le démultiplexeur va lire cette marque, et sélectionner les éléments d'un seul programme, et le reste est éliminé. De cette façon, le multiplexeur va reconstituer le programme demandé. Au final, les programmes ne se mélangent pas, le son et l'image sont restituées correctement.¹⁶

I.7 normes de la transmission numérique

I.7.1 définition

Une norme et une technologie identiques permettraient une globalisation du marché des équipements. Une fois la norme et les caractéristiques techniques requises définies, il pourrait aussi être envisagé de créer un laboratoire de certification commun de ces équipements au niveau sous régional.

I.7.2 DVB

En 1993, une organisation est née sous le nom de DVB (Digital Video Broadcast) qui est un projet Européen associant plus de 180 structures (des industriels aux diffuseurs et aux instances de régulation) de plus de 20 pays en Europe, qui a défini les standard de diffusion numérique Satellite (DVB-S), Câble (DVB-C) et Hertzien (DVB-T). Et qui a pour objectif de d'établir les spécifications techniques pour l'élaboration des normes et de faciliter l'introduction de nouveaux services utilisant ces normes.¹⁷

I.7.2.1 DVB-S

Le standard DVB-S est l'un des premiers standards qui ont été proposés pour la diffusion numérique, c'est un standard de diffusion numérique par satellite. Et depuis son introduction, il n'a pas arrêté d'évoluer jusqu'à l'adoption du nouveau standard en 2004, le DVB-S2. Pour la transmission TV, le DVB-S2 offre 30% de bande passante supplémentaire par rapport aux standards satellites traditionnels, ce qui a permis d'augmenter le nombre de chaînes à transmettre à partir d'un émetteur 33 MHz classique. Le DVB-S2 a permis aussi de développer

¹⁶ GUILLOU, PADIOLEAU, La régulation de la télévision, Paris, Documentation française, 2006.

des nouveaux services comme l'accès internet haut débit en zone rurale inaccessible aux autres réseaux haut débit.

I.7.2.2 DVB -C

C'est un standard pour la diffusion de vidéo numérique par câble. A l'origine, le DVB-C a été conçu pour assurer la continuité des émissions par satellite, maintenant, il a un large domaine d'application. Le câble coaxial, la fibre optique et les techniques mixtes de câblage se prêtent bien à l'acheminement des signaux de télévision. Le câble est un milieu bien protégé mais à bande réduite. Donc la modulation choisie est une modulation à efficacité maximale, c'est-à-dire transportant un maximum de bits par symbole, c'est la modulation du type QAM, à 16, 32 ou 64 états. Le développement d'autres modulations plus performantes, comme le QAM-128 et la QAM-256, est actuellement à l'ordre du jour. Un décodeur sera équipé d'un circuit correcteur d'échos afin de compenser des échos courts liés à des désadaptations dans la connectique ou les éléments passifs. La largeur des bandes d'un canal en matière de transmission sur câble est de l'ordre de 7 à 8MHz. Cette faible largeur constitue l'une des difficultés les plus importantes en ce qui concerne la transmission des signaux numériques de télévision.

I.7.2.3 DVB-T

Le DVB-T est la norme européenne de la TNT, créée en 1995 et publiée en 1997 par le consortium DVB (Digital Video Broadcasting). Elle est aujourd'hui utilisée dans plus de 50 pays. Le DVB-T consiste en une modulation de type COFDM (Code Orthogonal Frequency Division Modulation) à porteuses multiples. Il existe deux modes possibles, dits respectivement « 2K » et « 8K ». C'est le mode 8K, combiné à une modulation spécifique (64 QAM), qui est généralement retenu pour la diffusion de télévision numérique hertzienne, notamment en France.¹⁸

I.7.2.4 DVB-H

DVB-H correspond à «Digital Video Broadcasting Handheld», qui n'est pas très répondue, mais avec la 3éme génération de la communication mobile, le DVB-H peut être devenue indispensable. Il repose sur le même principe que la technologie DVB-T : les paquets DVB-H sont encapsulés sur des paquets DVB-T. Le standard DVB-H a été développée pour

¹⁸ Emission « Ce n'est pas sorcier : la Télévision Numérique Terrestre » diffusée le 18/02/2005 à 17h30 sur France 3Approche pédagogique et illustrée de la TNT

répondre aux besoins et aux capacités des téléphones mobiles qui sont limités à cause de la taille réduite du mobile, contrairement au cas de DVB-T, où on dispose des équipements suffisants (télévision, antenne,...). Une autre différence importante entre DVB-T et DVB-H est la capacité de transmission et de réception. Dans le premier standard, en utilisant la technologie DVB-T, une chaîne de télévision sera transmise sous un format MPEG-2 et utilisera une bande passante de 4 à 5 Mbits, alors que pour le deuxième standard, en utilisant la technologie DVB-H, la même chaîne de télévision sera transmise en utilisant une bande passante de 128 à 384 kbps, soit environ 10 à 20 fois moins.

I.7.3 la norme ATSC

La norme ATSC (Advanced Television Systems Committee) déployée aux États-Unis, au Canada et en Corée du Sud ne permet pas, par la nature de la modulation 8-VSB employée, une réception mobile. Les points clés de la norme TV numérique nord-américaine sont l'utilisation du standard MPEG-2 (« Moving Picture Experts Group») pour la compression des signaux vidéo et audio ainsi que la technique de modulation 8VSB.

I.7.3.1 La norme UIT-T/J.83B

L'UIT-T/J.83B est la norme prédominante pour la télédistribution de programmes TV numériques par réseaux câblés en Amérique du Nord. Ses excellentes caractéristiques ont amené d'autres organisations réputées à l'adopter également comme norme de couche physique pour la transmission de services de données par câble.

I.7.3.2 la norme ATSC mobile DTV

La norme ATSC Mobile DTV, basée sur la norme TV terrestre ATSC A/53, comprend désormais également des services destinés aux récepteurs TV mobiles, pour lesquels une partie du flux de données ATSC-8VSB (19,39 Mbit/s) est utilisée sans qu'il ne soit porté atteinte ni aux services TVHD (High Définition), ni aux différentes définitions SD (Standard Définition). Un système de transmission ATSC Mobile. Dans la norme ATSC Mobile DTV, toutes les données sont transmises, encapsulées dans les intervalles de temps (slots) M/H, via une structure fixe.

I.7.4 la norme ISDB-T

La norme ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial) a été retenue au Japon pour la diffusion de la TNT, lancée en décembre 2003 à Tokyo, Osaka et Nagoya. L'ISDB-T est en de nombreux points similaires à la norme européenne DVB-T (notamment

pour le multiplexage et la modulation). La principale différence réside dans le fait que, dans l'un des modes de l'ISDB-T, la bande passante est divisible en 13 segments temporels (intervalles temporels similaires à ceux introduits par le DVB-H par rapport au DVB-T). Or, de 1 à 3 de ces segments temporels ont été réservés pour la diffusion à destination des mobiles, le reste ayant été consacré à la diffusion de la TNT fixe. Bien qu'aucun service commercial d'ISDB-T mobile n'ait encore été lancé au Japon, cette norme est donc déjà compatible, et des prototypes de récepteurs qui existent.

I.7.5 la norme DTMB

La norme DTMB est l'une de celles qui a été développée le plus récemment. Ainsi, ses spécifications techniques adoptent des technologies parmi les plus récentes de l'état de l'art, comme par exemple les codes correcteurs d'erreurs de type LDPC (Low DensityParity Check codes en anglais) et la forme d'onde de transmission appelée TDS-OFDM(Time Domain Synchronous- Orthogonal Frequency Division Multiplexing) utilisée en chine.

I.8 conclusion partielle

Dans ce chapitre intitulé généralités sur la télévision numérique il a été question de parler de l'historique de la télévision numérique, par la suite nous avons parlé de la numérisation, qui consistait à échantillonner, quantifier ainsi que coder l'information, nous avons parlé aussi de différents modes de diffusion de la télévision numérique et en fin nous avons introduit les différentes normes de la télévision numérique utilisées dans le monde entier.

CHAPITRE II ETUDE DE LA NORME EUROPEENNE

II.1 introduction

Dans ce chapitre il sera question de parler de la norme, DVB-T, DVB-T2 de la compression MPEG-2 et MPEG-4, de la modulation OFDM ainsi que des avantages et des inconvénients de la norme DVB-T2.

II.2 définition de la norme européenne

DVB-T pour (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) est une norme de diffusion de la télévision numérique par liaisons hertziennes terrestre il utilise une modulation OFDM. Cette norme est conçue pour offrir de bonnes performances en prenant en compte les contraintes d'une transmission hertzienne : bande disponible réduite 8 MHz en TV ; atténuation forte au niveau du récepteur, interférence avec les canaux adjacents et présence de bruit impulsif.

DVB-T2 pour (Digital Video Broadcasting - Terrestrial 2) est l'un des standards de la télévision numérique terrestre le plus récent successeur de DVB-T, parue en 2009 utiliser actuellement pour la TNT dans le cadre du passage au tout numérique, le DVB-T2 permet d'économiser environ 40% de bande passante. Cela pourrait permettre d'optimiser la diffusion de chaînes HD, voir de permettre celle de chaînes3D et Ultra HD.

II.3 Codage source

Le codage source a pour but de réduire la quantité d'information transmise. Pour l'image, le codage source fait intervenir en matière de compression de signaux, le découpage de l'image en blocs, la prédiction temporelle et la compensation du mouvement, la quantification et le codage à longueur variable. La norme prend en compte le balayage entrelacé propre au système de TV et permet un débit compris entre 2Mbps et 20Mbps. Dans le domaine son, le codage source peut s'effectuer en monophonie ou en stéréophonie selon le cas en utilisant plusieurs fréquences d'échantillonnage.

II.3.1 Le groupe MPEG (Motion Picture Expert Groupe)

MPEG, est un groupe de travail pour les standards de compression d'images animées, reconnu par l'ETSI (European Telecomunications Standard Institut). Le groupe MPEG a normalisé la norme du même nom et ses successeurs ; le MPEG2, MPEG4, MPEG 7, MPEG 21 ... Dans la Télévision Numérique Terrestre seuls le MPEG-2 et MPEG-4 sont utilisés .Le but de ces normes est de définir les codages qui permettront de limiter le débit d'une source audiovisuelle. Il est à noter que la norme MPEG ne concerne que les images animées. Les autres

Si des signaux multiples sont proches en fréquence (C et D), le signal qui a l'amplitude la plus importante aura pour effet de remonter le seuil d'audibilité B à son voisinage et par conséquent

données, audio et informationnelles, sont codées séparément puis rassemblées chez l'utilisateur. La norme MPEG s'appuie sur un grand principe : "Ne jamais transmettre un élément d'image déjà transmis". Les principes de fonctionnement des normes seront expliqués par la suite.

II.3.1.1 la compression MPEG-2

Pour assurer l'animation dans une séquence vidéo, l'envoi de 24 images par seconde compressée chacune en JPEG est hors de question car beaucoup trop lourd : les taux de compression resteraient trop faible. On doit encore optimiser la compression en tenant compte des propriétés des images animées.

L'idée du codage MPEG2 (Moving Picture Expert Group) est d'envoyer des images JPEG en alternance avec des images « allégées » qui seront déduites des images JPEG en ne retenant que les variations importantes (mouvement, couleurs...) et en supposant que deux images successives sont en principe très semblables, ce qui est le cas la plupart du temps. Ainsi, sur 24 images par seconde au format cinéma, seules deux seront codées intégralement, (la 1 et la 12). Les autres seront interpolées et reproduites par le décodeur en tenant compte de ces deux images et des informations transmises. Ces images intercalées sont elles-mêmes calculées avec un degré de compression variable. La norme MPEG-2 a été utilisée dès le lancement de la TNT. Les chaines ont diffusé dans un premier temps en définition standard (SD=720x576 lignes)

Le principe de la compression audio consiste à utiliser les faiblesses de l'audition humaine pour réduire la quantité d'information à transmettre sans pour autant détériorer la qualité du signal audio. L'oreille humaine n'est capable de percevoir que des sons compris entre 20 Hz et 20 KHz et pour chacune de ces fréquences, la figure ci-dessous représente en A les différents seuils d'audibilité en fonction de la fréquence.

Figure 2.1 Seuil d'audibilité (A) et masquage fréquentiel (D masqué par B)

de rendre l'oreille insensible aux fréquences voisines : il s'agit du phénomène de masquage fréquentiel. D'autre part, l'oreille ne perçoit pas les sons faibles précédant ou suivant un son de forte intensité et de même hauteur : il s'agit du phénomène de masquage temporel.

La compression audio va donc utiliser les propriétés acoustiques du système auditif humain décrit par les deux phénomènes de masquage précédents. Un grand nombre de sons sont en effet inaudibles et considérés comme inutiles. Ils sont alors éliminés du signal audio à transmettre, permettant ainsi de réduire le débit sans que la qualité subjective d'écoute n'en soit altérée.

Le codage audio va dans un premier temps diviser la bande passante audio (20Hz - 20KHz) en 32 sous-bandes. Le modèle psycho-acoustique permet ensuite d'éliminer les signaux de sous-bandes non perçus par l'auditeur et de quantifier chacune des sous-bandes de manière à ce que le bruit de quantification reste inférieur au seuil d'audibilité.

Le format vidéo numérique utilise 166 Mbits/s de débit brut pour coder les images avant compression. On souhaite obtenir à la sortie du compresseur, un débit de 15 Mbits/s au format MP@ML (profil défini par la norme MPEG-2, MP@ML : Main Profile at Main Level, définissant les outils de compression utilisés et les résolutions de l'image), d'où la nécessité de réduire ce débit en partant du principe suivant :

y' Il est inutile de répéter un à un les points qui sont identiques sur une image.

y' Si une image est très semblable à sa voisine, il suffit de ne transmettre que leurs différences.

y' Certaines informations peu ou pas pertinentes pour notre système visuel peuvent être codées plus grossièrement, voire supprimées.

On souhaite donc obtenir un fort taux de compression tout en préservant une bonne qualité d'image. Les outils spécifiques pour la compression des images animées utilisent le principe selon lequel une image renferme des pixels identiques. Il est donc inutile de coder séparément chacun de ces pixels puisqu'un seul peut les caractériser tous. D'autre part, il existe une très forte corrélation entre les images successives.

Deux types de compressions sont principalement appliqués : une compression intra image (pour chaque image) et une compression dite temporelle. La compression intra image repose principalement sur ce que l'on appelle la transformation en cosinus discrète (DCT), une fonction mathématique permettant de transformer une image en fréquences (principe de la compression pour les images JPEG). Les informations superflues se trouvant concentrées dans les hautes fréquences, il est très facile alors de les éliminer. Pour que la DCT soit efficace, il faut, auparavant, découper chaque image en une mosaïque de petits blocs, de 8 x 8 ou 16 x 16 pixels : les macros blocs, Plus la surface de travail est faible, plus le traitement est pertinent.

La compression temporelle va s'effectuer sur des séquences répétitives d'images, appelées GOP (Group Of Images), qui se composent de trois types d'images en partant du principe qu'une image d'une séquence est généralement très peu différente de celle qui la précède. Ces images sont appelées : I (Intra), P (Prédite), B (Bidirectionnelle). Un GOP est une séquence d'images comprises entre deux images « I ». Plus les images I sont espacées, plus le GOP est grand et plus la qualité de l'image diminue.

Les images : « I » (Intra) : ce sont des images de référence compressées de manière indépendante, sans référence à une autre image, qui contiennent tous les macros blocs de la DCT. Le taux de compression des images I est le plus faible car il fait seulement l'objet d'un codage de type JPEG. Ces images représentent le point d'entrée obligatoire à une séquence.

Les images « P » (Prédite) : ces images sont codées en tenant compte des images « I » ou « P » prédites précédentes. On ne pourra pas multiplier indéfiniment le nombre d'images « P » entre deux images « I », car, étant utilisées pour coder d'autres images « P » ou « B », elles propagent

en l'amplifiant toute erreur de codage. Leur taux de compression est nettement plus important que les images « I » car on ne code plus que l'erreur de prédiction qui est normalement moins riche en détails fins que l'image d'origine.

Les images « B » (Bidirectionnelles) : elles sont obtenues par interpolation bidirectionnelle entre les images « I » et « P » qui les entourent. Elles ont le taux de compression le plus élevé car l'erreur de prédiction est encore plus faible que pour les images « P ». Ces images ne sont pas utilisées pour définir d'autres images : elles ne propagent donc pas les erreurs.

La norme de compression MPEG-2 est la norme actuelle de compression vidéo éprouvée pour le broadcast, et elle est conçue pour toutes les applications de distribution d'images et de sons par satellite, câble et voie terrestre. Elle introduit le principe de profils et de niveaux (débits). Ce sont des techniques de codage et de compression dont résulte chaque fois un débit maximal. De toutes les combinaisons, MP@ML est le meilleur compromis et est devenue la norme de diffusion numérique pour la télévision avec un débit de 15 Mbits/s.

Cela dit, cette norme MPEG-2 est déjà ancienne et son évolution a donné naissance à un nouveau standard MPEG-4, dédié plus spécifiquement au bas débit, et qui va probablement révolutionner le monde de la vidéo.

II.3.1.2 La compression MPEG-4

Là où le MPEG-2 se contente d'encoder des pixels, sans s'occuper de ce qu'ils représentent, le MPEG-4 s'intéresse au contenu, et introduit la notion d'objets. Chaque image de la vidéo est ainsi décomposée : un personnage, une voiture, un fond fixe, une voix, une musique... On parle d'objets médias, regroupés en grandes familles (les objets vidéos, les objets sons, etc.). Chacun peut bénéficier d'un traitement spécifique adapté à sa nature.

Un tel système permet un gain de place évident : imaginons un acteur sur un fond fixe. Codé une fois, le fond n'a plus besoin, ensuite, d'être traité. Pour décrire ces objets, le MPEG-4 a un langage : le BIFS (BInary Format for Scene) qui détaille leur taille, leur forme, etc., ainsi que leurs mouvements. Mais le BIFS permet aussi de définir le comportement des objets en fonction de l'utilisateur ; en clair, d'introduire de l'interactivité dans la vidéo. Un clic sur un sportif à l'écran (défini comme l'objet vidéo sportif), et on obtient toutes ses statistiques. Aussi le MPEG-4 prévoit aussi d'associer la notion de propriétés intellectuelles aux objets. La MPEG-4, utilisée en suite par certaines chaines, a permis de transmettre les émissions en haute définition .Ce

nouveau standard HD 1920x 1080 lignes (2073600xpixels) apporte un piqué 5fois plus élevé que la définition standard (SD) 720x 576 lignes (414720 pixels).

II.3.1.2.1nteractions avec la scène

Un des points forts du MPEG-4 est la possibilité d'interagir avec la scène, toujours en utilisant cette notion d'objet. Il sera possible à l'utilisateur final de :

V' Modifier les paramètres d'un objet (forme, taille, netteté,...). V' Déplacer un objet dans la scène.

II.3.1.3 L'embrouillage

Certaines chaines sont payantes et diffusées en compression MPEG-4, donc il est nécessaire de les embrouiller afin de limiter l'accès aux abonnés. La norme DVB a établi un algorithme commun d'embrouillage CSA (Common Scrambling Algorithm)¹⁹ permettant de contrôler les abonnés et de limiter les piratages.

V' Soit au niveau paquet élémentaire de données PES. V' Soit au niveau paquet transport TS.

Norme	Taille d'image (pixel)	Débit standard
MPEG-2	720x576	4Mbits/s
MPEG-4	720x576	2Mbits/s
MPEG-4 HD	1920x1080	~10Mbits/s

II.4 codage canal

Les opérations de codage de canal ont pour objet de préparer le signal avant l'émission. Elles comprennent essentiellement la dispersion d'énergie (brassage), le codage externe ou Reed Solomon, Un codage convolutif, un poinçonnage et l'entrelacement interne et externe. Les signaux codés, des différents composants (sons, données et images) de plusieurs programmes, sont alors multiplexés. Le signal binaire résultant, transporte toutes les

¹⁹ CSA (Common Scrambling Algorithm) Algorithme d'embrouillage spécifié par DVB

informations de synchronisation des différentes composantes des programmes. L'entrelacement est une opération dont le but est de rendre le signal le plus aléatoire possible, l'intérêt est d'éviter les longues suites des « zéros » ou des « uns » qui créent une raie à forte énergie dans le spectre. Pour le codage correcteur d'erreur, plusieurs algorithmes sont disponibles suivant l'application. Parmi les codes correcteurs d'erreur on trouve le codage RS (Reed-SOLOMON), le codage LDPC (Low Density Parity Check),... Pour des raisons techniques ou de rentabilité.

L'acheminement d'une information numérique, ne peut pas toujours se faire en bande de base. L'utilisation d'une fréquence porteuse est alors nécessaire.²⁰

Dispersion		Codeur externe RS		Codeur	Entrelaceur
d'énergie				convolutionnel	interne
		Entrelaceur externe
			Codeur convolutionnel
Dispersion d'énergie	Codeur externe RS
	Entrelaceur externe

II.4.1 Dispersion d'énergie ou le brassage

Les paquets de transport TS sont assemblés par bloc de 8 paquets, ce qui fait 8*188 octets=1504 octets, la récupération des blocs se fait en utilisant les octets de synchronisation de paquet TS :

Le brassage ou la dispersion d'énergie sur l'ensemble de canal a pour objectif d'éliminer les longues suites de 0 ou de 1 afin d'augmenter le nombre de transitions de signal et ainsi faciliter

²⁰ Cours de l'INA formation « la TNT » unité technique de Sylvie Kalinowski

la récupération de l'horloge. Le brassage des données est réalisé par un ou exclusive entre une séquence pseudo aléatoire, définie par la norme DVB 10010101000000, et les données d'entrer

L'octet de synchronisation de chaque paquet est : 01000111 soit 47 en hexadécimal. Pour pouvoir différencier entre l'octet de synchronisation des blocs, le premier octet de premier TS de bloc sera alors inverser à 10111000 qui vaut B8 en hexadécimal.

Afin de pouvoir corriger la majeure partie des erreurs introduites par le canal de transmission, on introduit une redondance dans le signal permettant de détecter et de corriger ces erreurs. Le code utilisé est un code de Reed-Solomon (aussi nommé RS) (188, 204, t=8) qui permet, de compléter un procédé d'entrelacement, de corriger les erreurs en rafale (plusieurs octets consécutifs). Il s'applique à tous les paquets de transport TS brassés de 188 octets, y compris les octets de synchronisation.²¹

²¹ DUNOD. Principes de base des télévisions numériques ainsi que leur mise en oeuvre dans le système Européen DVB (Digital Video Broadcasting) janvier 2010.

II.4.3 Entrelacement externe

Cette étape est destinée à augmenter l'efficacité du codage de Reed-Solomon. Un code a une capacité de correction de paquets d'erreurs très inférieure à la capacité de correction d'erreurs isolées. Afin de rendre plus efficace la correction par le codage Reed-Solomon, on

disperse les erreurs au moyen d'un entrelaceur. A la réception, l'ordre initial des échantillons est rétabli, ce qui a pour effet de diviser les paquets d'erreurs en erreurs isolées et de faciliter la correction. L'entrelacement n'augmente pas la capacité de correction mais seulement son efficacité.

II.4.4 Code convolutif et poinçonnage

II.4.4.1 Code convolutif

Lorsque l'on affronte des milieux très bruités, il est nécessaire de renforcer encore les mesures de protection des données à transmettre, d'où la naissance de code convolutif. Contrairement au code Reed Solomon, le code convolutif travaille sur un flux binaire dont l'idée consiste à relier chaque bit à un ou plusieurs bits qui le précède en générant deux bit à la sortie.²²

II.4.4.2 Poinçonnage

Le poinçonnage consiste à améliorer ce rendement en ne transmettant pas certains bits sortant du codeur convolutif. Si trois bits se présentent en entrée du codeur, on va en retrouver 6 en sortie mais on en transmettra que 4. Le rendement sera alors de 3/4. On parle aussi de FEC 3/4 (FEC = Forward Error Correction).

II.4.5 Entrelacement interne

L'entrelacement interne dite aussi l'entrelacement fréquentiel consiste à disperser de données successives sur des porteuses suffisamment éloignées pour pouvoir corriger les longues séquences de bits erronés, cet entrelacement passe par deux étapes :

V' Entrelacement bit : dont le rôle est de supprimer la corrélation des erreurs par symbole. V' Entrelacement symbole : dont le rôle est de supprimer la corrélation des erreurs sur des. symboles transmis sur des porteuses consécutives.

II.5 modulation OFDM

II.5.1 Introduction

Dans un premier temps la modulation OFDM consiste à coder le signal à transmettre sur un grand nombre de symboles qui peuvent être modulés soit :

V' En amplitude 16QAM : chaque symbole est codé sur 4 bits. V' En amplitude 64QAM : chaque symbole est codé sur 6 bits.

II.5.2 Principe de la modulation OFDM

Ainsi, le principe de la modulation OFDM consiste à répartir les symboles à transmettre sur plusieurs sous-porteuses, afin de transmettre le maximum d'information en utilisant la quasi-totalité de la bande passante.

Soit m l'intervalle pendant lequel un symbole OFDM sera transmis, durant cet intervalle, Nc symboles de modulation seront transmis (a0, a1, a3, ..., aNc-1) et seront appliqués à Nc sous-porteuses. La figure ci-dessous donne une description d'un modulateur OFDM.²³

II.5.2.1 L'orthogonalité

Souvent que l'utilisation d'un très grand nombre de sous-porteuses amène à des interférences, d'où la nécessité d'introduire la notion d'orthogonalité qui consiste à utiliser un espacement, entre les symboles, F=1/T, où T est la période pour laquelle le récepteur intègre le symbole démodulé. Ce qui rend l'interaction entre sous-porteuses approximativement nulle.

Dans le domaine temporel, chaque sous-porteuse correspond à une impulsion rectangulaire, ce qui donne un spectre sinus-cardinal dans le domaine fréquentiel.

II.5.2.2 L'intervalle de garde

Lors de la transmission d'un symbole, la multiplicité des trajets donne naissance à des échos retardées ce qui amènent à des interférences avec le symbole qui suit. La modulation OFDM a pu résoudre ce problème en introduisant un intervalle de garde, entre deux symboles successifs, qui a pour rôle est d'absorber les échos, ce qui augmente la durée de transmission

Cet intervalle de garde ?tva correspondre au retard dû au plus long trajet parcouru, donc il va être calculé comme suit :

En présence d'un canal multi trajet, la réception de plusieurs échos en opposition de phase peut donner lieu à des évanouissements (atténuation sévères sur une partie de la bande de fréquence). Dans le cadre d'un système OFDM, il est généralement impossible de reconstruire les symboles transportés par les sous-porteuses affectées par ces phénomènes d'évanouissements. Cela s'explique par le fait que l'OFDM non-pré codé n'introduit pas de redondance (ou diversité

fréquentielle). Cet inconvénient peut être pallié en utilisant le COFDM au prix d'une diminution de l'efficacité spectrale.²⁴

II.5.3 description mathématique de l'OFDM

Où sont les symboles de donnée, est le nombre de sous-porteuses et la durée du

bloc OFDM. L'espacement entre porteuses de Hz rend les sous-porteuses orthogonales
entre elles ; cette propriété est exprimée ainsi :

1 ) * (????2????2??/??) ????= 1 ?? ? ?? ????2??(??2-??1)??/?? ????={1, ??1 = ??2

Pour éviter l'interférence inter-symboles dans un environnement de propagation multi chemins, un intervalle de garde-T_g= ?? < ??, oùT_g est la période de garde, est inséré avant le bloc OFDM.

Pendant cet intervalle, un préfixe cyclique est transmis. Ce préfixe cyclique est égal au dernier Tg du bloc OFDM. Le signal OFDM avec le cyclique préfixe est donc :

Le signal passe-bas ci-dessus peut soit être constitué de valeur réelles ou complexes. Pour le signal à valeurs réelle celui-ci est généralement transmis en bande de base et exprimé ainsi :

Le signal en bande de base à valeurs complexes est par contre modulé à une fréquence supérieure f_c. En général, le signal est représenté ainsi :

II.6 La norme DVB-T

La norme DVB-T permet de mettre en place des réseaux iso fréquence synchrone ce qui permet d'économiser les fréquences en utilisant la même fréquence pour des émetteurs qui couvrent des zones adjacentes. Ce principe de réseau nécessite une synchronisation parfaite temporelle et fréquentielle de tous les émetteurs du réseau et est totalement transparent pour le récepteur. La norme DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestriel) de la télévision

numérique permet aux faisceaux hertziens de jouer le rôle de satellite pour une transmission numérique des signaux vidéo. En effet, le principe de fonctionnement est basé sur un ensemble d'équipement permettant de réaliser une adaptation des signaux TV en bande de base en sortie de multiplexeur aux caractéristiques du canal de transmission terrestre. Le flux de données à transmettre subit à un traitement selon le schéma synoptique ci-dessous :

Le processus d'une chaine d'émission DVB-T peut être résumé en trois étapes :

y' Un codage source : permettant la compression, l'embrouillage et le multiplexage des données.

y' Un codage canal : qui vise à transformer les données de manière à augmenter la sûreté de transmission.

y' Une adaptation au canal de transmission terrestre : qui se fait par la technique de modulation numérique visant à faire face aux problèmes typiques du canal de transmission terrestre.

II.6.1 Problèmes de DVB-T

y' Les signaux OFDM présentent généralement un facteur décrète élevé. Cela réduit le degré d'efficacité de l'émetteur et par conséquent, augmente les coûts d'exploitation car l'émetteur doit être conçu pour pouvoir gérer la puissance de crête du signal.

II.7 Avantages de la Norme DVB-T2

y' L'un des avantages déterminants de la norme DVB-T2 par rapport à son prédécesseur DVB-T est de disposer de modes de diffusion optimisés pour des réseaux SFN (Single Frequency Network) de grande taille.

y' L'avantage de la DVB-T2 est qu'elle est capable de transmettre un débit plus élevé qui est favorable à la transmission HD.

y' Pour réduire le facteur de crête du signal de transmission. A cet effet, le modulateur DVB-T2 peut modifier le signal DVB-T2, soit par modulation appropriée des porteuses OFDM non utilisées (Reserved Tones), soit en décalant les (Frame Builder and OFDM Generation) génère les symboles OFDM et transpose le signal à la fréquence d'émission.²⁵

y' Le DVB-T2 utilise également les technologies des autres normes DVB. Il s'agit notamment de la protection contre les erreurs par codage LDPC, développée à l'origine pour la DVB-S2.

y' Le DVB-T2 permet pour la première fois de réaliser une protection contre les erreurs spécifie au programme. Cela signifie qu'un opérateur peut choisir pour chaque programme à transmettre un équilibre entre le débit et la fiabilité de transmission.²⁶

Paramètres	DVB-T	DVB-T2
FFT sise	2k, 8k	1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k
Intervalle de garde	1/4,1/8,1/16,1/32	1/4, 19/128,1/8, 19/256,1/16,1/32, 1/128
Mode porté	Standard	Extended
Capacité	24.1 Mbit/s	34.1Mbit/s
Modulation	OFDM	OFDM
Schémas de modulation	QPSK, 16QAM, 64QAM	QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM

25 ETSI TS 102 831 v1.2.1, Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2). Rapport, Digital Video Broadcasting, 2012.

II.8 Conclusion partielle

Dans ce chapitre il a été question de parler de la norme européenne (DVB-T et DVB-T2), du codage canal et du codage source, de la modulation OFDM qui est un procédé de codage de signaux numériques par répartition en fréquences orthogonales sous forme de multiples sous-porteuses. Et d'énumérer les problèmes de la norme DVB-T et de dégager les avantages de la norme DVB-T2 contrairement à la norme DVB-T et afin un tableau comparatif a été établi entre les deux normes de la TNT.

CHAPITRE III ETUDE DE LA NORME CHINOISE (DTMB)

III.1 introduction

Dans ce chapitre il est question de parler de l'historique de la norme DTMB, de la modulation TDS-OFDM, du codage LDPC ainsi que de donner quelques avantages de la norme DTMB.

III.2 historique de la norme DTMB

La Chine a la plus grande population du monde consommateur de l'électronique. Il y a actuellement plus de 400 millions de téléviseurs en Chine, ce qui représente environ 30% de tous les postes téléviseurs dans le monde entier. Comme d'autres pays en développement, la Chine a décidé de développer sa propre norme afin d'éviter de payer les frais de licence. Le DTMB est une fusion des normes BDIAT-T (développé par l'Université Jiao Tong de Shangai), DMB-T (développé par l'Université de Tsinghua) et TMI (terrestre interactive Multiservice infrastructure) ; Ce dernier est le standard proposé par L'Académie des sciences de radiodiffusion en 2002. Le DTMB est devenu une norme de la TNT officiellement en 2006. La norme DTMB a été publiée comme une norme nationale de la Chine en août 2006²⁷. Cette norme adopte des techniques récentes de l'état de l'art tels que la forme d'onde de transmission appelée TDS-OFDM (Time Domain Synchrones-OFDM) et la technique avancée de codage de canal LDPC (low-density parity-check). La norme DTMB est conçue pour soutenir des scénarios de réception non seulement fixes, mais aussi portables et mobiles. Enfin, la norme DTMB permet de fournir différents débits utiles allant de 4,813 Mbit/s à 32,486 Mbit/s.

III.3 définition de la norme DTMB

DTMB signifie (Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting) est la norme de la télévision numérique terrestre adoptée en République populaire de chine .Elle est destinée à être utilisée avec les deux terminaux fixes et mobiles.

III.3.1 Récepteurs DTMB

III.4 Les techniques multi porteuses

III.4.1 Canal de propagation

Le terme « canal » fait référence au milieu physique dans lequel les signaux portant l'information sont propagés entre l'émetteur et le récepteur. Un modèle de canal important est le canal à trajets multiples. La propagation par trajets multiples est due aux différentes interactions, telles les réflexions et diffractions, de l'onde électromagnétique avec les obstacles présents dans le canal de propagation : sol, arbres, couches atmosphériques, bâtiments, etc. Le signal reçu est donc une somme de versions pondérées et retardées du signal transmis appelées échos. Le canal de propagation est souvent modélisé sous la forme d'un filtre pouvant être décrit par sa réponse impulsionnelle²⁸ :

Avec L le nombre de trajets. Le lème trajet est caractérisé par son retard de propagation (t) et son facteur d'atténuation ãl(t). Cette multitude de répliques de l'onde émise, se traduit dans le domaine fréquentiel par une réponse du canal, présentant de fortes atténuations pour certaines valeurs, de fréquences définissant ainsi la sélectivité fréquentielle du canal dans une bande donnée. En passant dans le domaine dual par la transformée de Fourier, la réponse du canal dans le domaine fréquentiel s'exprime donc :

²⁸LAROQUE BERNARD Denis, Télévision numérique terrestre, fondamentaux et perspectives Paris, Dunod, 2009.

²⁹ G.J. Foschini. Layered space-time architecture for wireless communication in afading environment when using multi-element antennas. Bell labs technical journal, 1(2):41-59, 1996.

Si les paramètres du canal varient au cours du temps, le canal est qualifié de canal dynamique, sinon on parle de canal statique.

III.5 modulation TDS-OFDM

III.5.1 origine de TDS-OFDM

L'OFDM est une technique de transmission particulièrement adaptée aux canaux multi trajets. Le principe de l'OFDM repose sur la transmission de plusieurs flux d'information multiplexés en fréquence, sur une base de sous-porteuses orthogonales. Plus précisément, les données du flux à transmettre de débit élevé sont réparties sur N flux à bas débit, transmis par les N sous-porteuses orthogonales. Les symboles transmis par chaque sous porteuse ont donc une durée N fois plus grande que les symboles originaux. Ainsi, si le nombre de sous-porteuses est suffisamment grand, la durée des symboles devient bien supérieure à l'étalement des retards de la réponse impulsionnelle du canal. Les effets d'interférence entre symboles (intersymbol interference, ISI en anglais) s'en retrouvent alors fortement minimisés. Dans le domaine fréquentiel, le canal sélectif en fréquence est divisé en N sous-canaux qui peuvent être vus comme localement non-sélectifs en fréquence. Aujourd'hui, l'OFDM est utilisé dans de nombreux standards tels que DAB, DVB-T/T2, DTMB, ADSL, WLAN, 3GPP LTE, WiMAX, UWB etc. Pour éliminer l'effet de l'ISI résiduelle, un intervalle de garde peut être inséré en préfixe de chaque symbole OFDM. L'intervalle de garde peut être réalisé sous la forme d'une extension cyclique de la partie utile des symboles OFDM, ou en utilisant des symboles nul sous encore par le biais d'une séquence déterministe connue. Ces différents choix conduisent à trois versions différentes de systèmes OFDM respectivement nommés CP-OFDM, ZPOFDM et TDS-OFDM²⁹.

III.5.1.1 Différents types d'intervalle de garde

III.5.2 définition de TDS-OFDM

Le TDS-OFDM Est une nouvelle forme de signal OFDM qui utilise pour intervalle de garde une séquence pseudo-aléatoire (Pseudo Random Sequence, PN), au lieu du préfixe cyclique (cyclic prefix, CP) classiquement utilisé dans la plupart des systèmes OFDM, alors appelés CP-OFDM. En plus de servir d'intervalle de garde, la séquence PN est également utilisée comme séquence d'apprentissage pour l'estimation de canal et la synchronisation.³⁰

III.5.3 problème de la modulation TDS-OFDM

Le problème majeur provient de l'interférence mutuelle inévitablement présente entre les échantillons de la séquence PN et ceux des symboles des trames OFDM. Ainsi, la séquence PN doit être retranchée du signal reçu avant la démodulation des symboles de données OFDM. Une estimation précise de la réponse impulsionnelle du canal (Channel Impulse Response, CIR) est alors nécessaire pour estimer la séquence PN reçue et pouvoir la retrancher précisément. Si l'estimation de canal est imprécise, des échantillons résiduels de la séquence PN seront présents

³⁰ J. Wang, C. Y. Pan, and Z. X. Yang. A simple space-frequency transmitter diversity scheme for TDS-OFDM in SFN. In Proceedings of the 2005 International Conference on Communications, Circuits and Systems, pages 260- 264, 2005.

au sein des symboles de données OFDM, ce qui aura pour conséquence de dégrader assez fortement les performances du système.

III.5.4 principe de la modulation TDS-OFDM

.De manière générale, l'utilisation d'un intervalle de garde a pour conséquence de dégrader le débit utile puisque qu'une portion de temps est dédiée à la transmission d'informations autres que les données utiles. Récemment, une structure alternative d'intervalle de garde a été proposée dans le but d'optimiser l'utilisation de la ressource spectrale. Dans cette nouvelle structure, l'intervalle de garde est composé d'une séquence connue qui est réutilisée pour l'estimation de canal et la synchronisation (récupération de rythme, récupération de porteuse et de synchronisation de trame), afin de réduire le surcoût global de transmission. Cette solution est communément appelée TDS-OFDM. Le TDS-OFDM peut atteindre une efficacité spectrale supérieure à l'OFDM de préfixe cyclique standard (CP-OFDM). Actuellement, il peut soutenir des constellations jusqu'à 64QAM, mais ne peut pas soutenir d'ordre supérieur comme 256QAM en raison des interférences mutuelles.

On peut voir qu'il y a bien sûr apparition d'interférence mutuelle entre les données et la séquence connue au sein du signal reçu. En supposant que l'on dispose d'une estimation parfaite de la réponse du canal, on peut intégralement supprimer la contribution de la séquence PN au sein du flux d'échantillons reçus et ainsi transformer les symboles TDS-OFDM en symboles ZP-OFDM. Les processus décrits précédemment dans le cas du ZP-OFDM peuvent alors être directement mis en oeuvre. Si le canal n'est pas parfaitement connu, des résidus de la séquence PN demeurèrent au sein du signal reçu et engendreront des interférences sur la partie utile des symboles OFDM. Ainsi, on comprend que le processus d'estimation de canal est une opération critique pour les systèmes TDS-OFDM et à laquelle il faut apporter un soin particulier.

III.5.5 Efficacité d'exploitation de la puissance émise

Chaque système doit allouer des ressources dédiées aux fonctions de synchronisation, d'estimation de canal et de signalisation. Il s'agit souvent de sous-porteuses réservées au sein du multiplex OFDM dont la puissance peut être augmentée par rapport aux sous-porteuses de données utiles afin de fiabiliser leur transmission. Dans le cas du système TDS-OFDM, ces données d'apprentissage sont en partie transmises au sein de l'intervalle de garde par le biais de la séquence PN. Dans tous les cas, la transmission de ces données se traduit par une utilisation d'une portion de la puissance d'émission qui n'est pas utilisée pour transmettre les données utiles. Pour évaluer cette perte, nous calculons « le facteur d'efficacité d'exploitation de la puissance » qui est défini par le taux de la puissance allouée aux sous-porteuses de données utiles sur la puissance totale consacrée à la transmission.

III.5.6 Schémas de principe d'un système DTMB

Les données d'entrée passent d'abord par un embrouilleur, Forward Error Correction FEC de codage bit à symbole cartographie, en suite par l'entrelacement pour former le bloc de base de données. Après cela, le bloc de base de données est multiplexées avec les données du système et les données sont traitées pour former le FB. Ensuite, le signal de la trame est une combinaison du FB et FH est converti en bande de base signal de sortie RF (avec la largeur de bande de 8 MHz). Enfin, la sortie est obtenue après conversion ascendante du signal de bande de base.

III.6 code LDPC (Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting)

III.6.1 historique du code LDPC

L'impossibilité de mettre en oeuvre les codes LDPC développés par Gallager en 1963, fait qu'ils furent oubliés jusqu'à ce que le travail de Gallager ait été redécouvert en 1996. Les

Turbo-codes, une autre classe de codes capacité similaire, découvert en 1993, est devenu le schéma de codage de choix dans les années 1990. Ces dernières années, les avancées dans les codes de contrôle de parité faible densité les ont fait surpasser les turbo-codes en termes d'erreur planché et de performance de taux de codage, laissant les turbo-codes mieux adapté pour les taux réduits de code uniquement.³¹

III.6.2 principe du codage LDPC

LDPC est un code linéaire correcteur d'erreur, permettant la transmission d'information sur un canal de transmission bruyant. LDPC est construit en utilisant un graphe biparti clairsemé. À l'aide de techniques itératives de propagation d'information sur la donnée transmise et à décoder, les codes LDPC peuvent être décodés en un temps proportionnel à leur longueur de bloc. Ces informations supplémentaires (qu'on appelle aussi contraintes) sont en fait un groupe de bits de parité, chaque bit protégeant un sous-ensemble du bloc, chaque sous-ensemble étant recouvert par d'autres sous-ensembles. Les codes LDPC ont trouvé une utilisation dans les applications exigeant le transfert d'informations fiables et hautement efficace avec peu d'information en retour. Bien que la mise en oeuvre de codes LDPC ait pris du retard sur d'autres codes, notamment les turbo codes, l'absence de brevets logiciels a rendu LDPC attrayant pour certains. Les codes LDPC sont également appelés codes Gallager, en l'honneur de Robert G. Gallager, qui a développé le concept de LDPC dans sa thèse de doctorat du Massachusetts Institute of Technology en 1960.

III.6.3 Application du code LDPC

En 2003, un code de LDPC a été préféré à six Turbo Codes pour devenir code correction d'erreur dans le nouveau DVB-S2 standard pour la transmission par satellite de la télévision numérique. En 2008, LDPC plutôt que le système de Turbo Codes a été choisi comme système de correction aval des erreurs (FEC) pour la normeITUTG.hn. GHN a choisi LDPC plutôt que les turbo-codes en raison de leur complexité de décodage plus faible (surtout quand fonctionnant à des débits de données près de 1,0 Gbit/s). LDPC est également utilisé pour 10GBase-T, qui envoie des données à 10 gigabits par seconde sur un câble à paires torsadées. À partir de 2009, les codes LDPC font également partie de la spécification Wi-Fi de l'IEEE 802.11 comme une option pour 802.11n et 802.11ac. Certains systèmes OFDM ajoutent une correction d'erreur externe supplémentaire qui corrige les erreurs occasionnelles qui ont

31 www.wikipedia.com /dtmb&dvb-t2/LDPC%20--%20Wikipédia.html page consultée le 22 juin 2015.

outrepassé le code de correction de LDPC même à faible taux d'erreur de bit. Par exemple : La norme DTMB, DVB-T2, et la norme DVB- utilise un code externe BCH (Bose, Ray-Chaudhuri, et Hocquenghem) pour éliminer les erreurs résiduelles après décodage par LDPC.

III.6.4 Décodage d'un code LDPC

Comme avec d'autres codes, le décodage d'un code LDPC sur un canal binaire symétrique est un problème, bien que dans la pratique on puisse arriver à une bonne approximation. En revanche, la propagation d'information sur la donnée codée sur un canal binaire à effacement, est particulièrement simple lorsqu'il est possible de satisfaire des contraintes de façon itérative³².

Par exemple, si l'on suppose que le mot de code valide, 101011, est transmis à travers un canal binaire à effacement et reçu avec les premiers et quatrièmes bits effacés, ce qui donne ?01? 1 1. Le premier bit de parité correspond aux quatre premiers bits de l'information à décoder. Le deuxième bit de parité correspond aux bits trois, quatre et six. Le troisième bit de parité correspond aux bits un, quatre et cinq. Dans cet exemple, le premier bit ne peut pas encore être rétabli parce que toutes les contraintes de codage ne permettent pas d'identifier plus d'un bit inconnu à la foi.

Première contrainte La première contrainte indique que les quatre premiers bits sont erronés, la deuxième indique que les bits trois, quatre et six sont également erronés, de même le troisième bit de parité indique que les bits un, quatre et cinq sont erronés. Afin de décoder le message, les contraintes sont examinées sur un seul des bits à la fois.

Si l'on examine la deuxième contrainte, le quatrième bit doit avoir été à "zéro", puisque seul un zéro à cet emplacement peut satisfaire la contrainte (il n'y a que deux possibilités 101011 et 101111).

Cette procédure est ensuite répétée sur la nouvelle configuration où seule la première contrainte et la troisième contrainte sont fausses.

³² R.G. Gallager, « Low-density parity-check codes ». IRE Transactions on Information Theory, vol. 8, no 1, pages 21-28, 2007.

Deuxième contrainte Les bits en commun à ces deux contraintes sont les bits un et quatre, mais on connait maintenant la valeur du bit quatre, donc cela signifie que le premier bit doit être à "un" pour satisfaire la contrainte. Ainsi, le message peut être décodé par itération.

DTMB système qui utilise une concaténation de BCH extérieure et intérieure que la LDPC. Le code BCH est dérivé du BCH (1023, 1013). 261 zéros sont ajoutés en face de la 752 des bits d'information avant le codage BCH et ensuite retirés de la sortie du BCH codeur.

III.6.5 Schéma de correction d'erreur

Pour le système DTMB, un code interne de type LDPC concaténé avec un code BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) est adopté offrant trois options de rendement de codage, à savoir 0.4, 0.6 et 0.8. On peut remarquer qu'aucun entrelacement n'est prévu entre les deux codes. Par ailleurs, le code LDPC utilisé est une version raccourcie du code LDPC spécifié dans la norme DVB-S2. En conséquence, le système DTMB ne peut pas tirer pleinement partie du pouvoir de correction qu'il aurait été possible d'obtenir avec le code d'origine.

III.7 les avantages de la norme DTMB

Les avantages les plus importants de DTMB sont qu'il possède les droits de propriété intellectuelle indépendants complets et est détenue par l'Etat. Dans le même temps, la première génération de la Chine de la norme DTMB possède les caractéristiques d'une grande efficacité de spectre, une large couverture, une bonne performance mobile et l'acquisition rapide des signaux. Les avantages techniques de DTMB sont principalement incorporés dans cinq aspects comme suit:

III.7.1 Structures de cadre hiérarchique synchronisé avec le temps absolu

Avec une structure de cadre hiérarchique unique, synchronisé avec le temps absolu, la norme DTMB chinoise pourrait fournir une deuxième horloge synchrone correspondant au flux TS pour le réseau à fréquence unique, ce qui est pratique pour la mise en place de réseau à fréquence unique. .

III.7.2 Haute efficacité spectrale

L'intervalle de garde en TDS-OFDM est également utilisé pour la transmission du signal d'estimation de canal, tandis qu'environ 10% de sous-porteuses dans la norme DVB-T sont utilisés pour transmettre le signal de pilote pour la synchronisation et l'estimation de canal, avec un intervalle de garde de préfixe cyclique. Par conséquent, l'efficacité de spectre de système DTMB est augmentée d'environ 10% que pour le système DVB-T.

III.7.3 Convient pour la réception mobile

La réception mobile génère l'effet Doppler et l'interférence d'occlusion, ainsi le canal de transmission présente des caractéristiques variant dans le temps.

III.7.4 capacité du système de synchronisation

TDS-OFDM adopte la séquence PN (Pseudo Random Sequence) de synchronisation uniquement dans le domaine temporel, et le temps de synchronisation est d'environ 1 ms, ce qui correspond à l'intervalle de temps de séquence PN adjacente. Cet avantage a été vérifié dans les tests de radiodiffusion. Cependant, la réalisation de la technologie de synchronisation C-OFDM est complexe, et le temps de synchronisation est de dizaines de millisecondes.

III.7.5 Permet de mettre en place un réseau à fréquence unique

DVB-T nécessite la couche de flux MPEG synchronisation avec le réseau à fréquence unique, et sa technologie de réalisation est complexe. La structure de trame de DTMB est mesurée dans l'unité de seconde intégrale, ce qui permet la synchronisation de la couche physique avec le réseau à fréquence unique avec un équipement simple et faible coût de mise en réseau.

1	3780	0,4	16QAM	PN945	720	9,626
2	1	0,8	4QAM	PN595	720	10,396
3	3780	0,6	16QAM	PN945	720	14,438
4	1	0,8	16QAM	PN595	720	20,791
5	3780	0,8	16QAM	PN420	720	21,658
6	3780	0,6	64QAM	PN420	720	24,365
7	1	0,8	32QAM	PN595	720	25,989

III.8 les multiples services du système DTMB

III.9 conclusion partielle

Dans ce chapitre, intitulé « étude de la norme chinoise (DTMB) » nous avons parlé de l'historique de la norme DTMB, qui est une fusion des normes (BDIAT-T , DMB-T et TMI),

de la modulation TDS-OFDM (qui est une nouvelle forme du signal OFDM qui utilise pour intervalle de garde une séquence pseudo-aléatoire (PN), au lieu du préfixe cyclique'(CP) classiquement utilisé dans la plupart des systèmes OFDM), du Code LDPC, de l'efficacité d'exploitation de la puissance émise et du schéma correcteur d'erreur. Par la suite nous avons parlé de l'architecture du système DTMB et en fin nous avons parlé de sept modes recommandés par le système DTMB.

CHAPITRE IV ETUDE COMPARATIVE ENTRE LA NORME

EUROPEENNE (DVB-T2) ET LA NORME CHINOISE(DTMB)

IV.1 Introduction

Dans ce chapitre, il sera question non seulement de donner les différentes comparaisons sur le plan technique et sur le plan international entre la norme DVB-T2 et la norme DTMB, mais aussi d'énumérer les différents types de réception de la TNT enfin, présenter les avantages de la TNT et ses inconvénients.

IV.2 Réception avec la TNT

La télévision numérique est reçue soit par un syntoniseur intégré à un téléviseur récent, soit par un boîtier décodeur numérique (en anglais set-top box) relié à un téléviseur plus ancien. Le récepteur décode le signal reçu par une antenne de télévision standard. Toutefois, en raison de problèmes de planification des fréquences, une antenne adaptée à la réception d'un ensemble de canaux analogique peut ne pas convenir pour un ensemble de canaux numériques. Ceci est assez fréquent au Royaume-Uni. Les antennes d'intérieur (également appelées oreilles de lapin) sont encore plus susceptibles d'être touchées par ces problèmes et peuvent avoir besoin d'être remplacées.il existe trois types de réception : fixe, portable et mobile³³.

IV.2.1 Réception fixe

y' Elle ne nécessite aucune intervention requise sur l'antenne dans 75% des cas seule l'acquisition d'un adaptateur est nécessaire.

IV.2.2 Réception portable

y' C'est la possibilité de recevoir les programmes numériques par une antenne intérieure posée sur le téléviseur voir intégrée à ce dernier.

IV.2.3 Réception mobile

y' C'est la possibilité de recevoir les programmes en se déplaçant (ex : en voiture...).

Bouquet : Un bouquet est une sélection de programmes de télévision et/ou de radio, accompagnés de services annexes (télétexte, EPG...) qui sont envoyés ensemble dans un même flux numérique.

L'EPG : EPG est l'initial d'"Electronic Program Guide" ou "guide électronique de programme". C'est un service présent dans le bouquet qui vous permet de connaître quels sont les programmes diffusés sur La Une, La Deux ou La Trois sur plusieurs jours.

IV.3 Modèle technique de planification

Il existe deux types de réseaux : les réseaux MFN (Multi Frequency Network ou réseau à fréquences multiples) et les réseaux SFN (Single Frequency Network ou réseau à fréquence unique). Dans la pratique, un réseau de diffusion peut être soit un réseau MFN, ou un réseau SFN ou encore un réseau mixte (MFN+SFN).

IV.3.1 Le réseau multifréquence

Le réseau MFN correspond actuellement à la planification utilisée pour la télévision analogique. Dans un réseau MFN, les fréquences ne peuvent être réutilisées que lorsque les sites d'utilisation sont suffisamment séparés les uns des autres de façon à réduire au maximum l'interférence entre les émetteurs. Ce type de réseau présente l'avantage de³⁴ :

V' Il est plus rapide à mettre en place car il reprend le schéma de déploiement des chaînes de télévision analogiques.

IV.3.1 Inconvénients

IV.3.2 Le réseau mono fréquence

Dans le cas du réseau SFN, les fréquences peuvent être réutilisées sur des sites voisins. Cela nécessite une parfaite synchronisation entre les émetteurs. La mise en oeuvre d'un réseau SFN nécessite une bonne maîtrise de la synchronisation. Par contre, le déploiement d'un réseau SFN permet d'utiliser de façon optimale les ressources en fréquences. La plupart des pays ont réalisé une planification de leur réseau en MFN. Toutefois, il n'est pas rare de voir que certains

34 GUILLOU, PADIOLEAU, La régulation de la télévision, Paris, Documentation française, 2010.

pays font recours à la combinaison du réseau SFN avec le réseau MFN, notamment pour combler les espaces blancs où il n'est plus possible de trouver une fréquence libre. Ce type de réseau présente l'avantage de³⁵ :

y' Favoriser le développement des récepteurs portables en permettant d'augmenter la densité des émetteurs.

IV.3.2.1 Inconvénients

IV.4 Avantages de la TNT

La migration numérique offre plusieurs avantages. Cependant, il faut comprendre que ces bénéfices ne seront pas répartis uniformément sans l'intervention des gouvernements. Ces avantages sont :

y' Réception d'un plus grand nombre de programmes télévisuels et meilleure gestion des

y' Meilleure compatibilité des contenus, la source audiovisuelle étant codée en MPEG2 ou

y' Passage naturel de la définition standard (SD) à la haute définition (HD) .

y' Possibilité de sauvegarder les contenus (émissions, films, etc.) sur un disque dur ou sur

DVD aussi facilement qu'un fichier sur ordinateur et en conservant la qualité d'origine.

IV.4.1 Inconvénients de la TNT

IV.4.1.1 Fardeau économique

La transition vers le numérique présente un fardeau économique pour tous les acteurs - d'abord les gouvernements qui doivent établir de nouvelles réglementations; l'industrie, qui

35 OSSAMA, F., Les Nouvelles technologies de l'information et de la communication, en- jeux pour l'Afrique en- jeux pour l'Afrique subsaharienne, Paris, Le harmattan, 2008.

doit tout changer son équipement, ainsi que les consommateurs qui doivent se procurer des nouveaux décodeurs numériques ou de nouvelles télévisions numériques. Il est important de souligner que les technologies de radiodiffusion numérique doivent être acquises sur le marché mondial. La faiblesse des moyens dans la plupart des pays africains est un obstacle majeur à l'acquisition, à la fois pour les promoteurs et les consommateurs.

Le passage au numérique n'est pas réellement gratuit car il faut au minimum s'équiper d'un décodeur numérique.

IV.5 architecture du réseau de diffusion

L'émetteur principal et les équipements de tête de réseau permettent la constitution du multiplex à diffuser. La tête de réseau permet :

V' D'injecter des programmes codés localement (permanent ou décrochage régional).

Le transport du multiplex de programmes depuis la tête de réseau jusqu'aux sites de diffusion peut se faire par satellite ou via le réseau terrestre (faisceaux hertziens, fibres optiques). Les multiplex de programmes sont diffusés à l'identique sur tous les autres sites.

IV.6.comparaison entre la norme DVB-T2 et DTMB

Tableau6.1 comparatif des paramètres de transmission entre la norme DVB-T2 et la norme DTMB

Largeur de bande du canal	1,7 MHz, 5 MHz, 6 MHz, 7 MHz, 8MHz, 10MHz	6 MHz, 7MHz, 8MHz
Tailles de FFT disponibles	1K, 2K, 4K, 8K, 16K, et 32K	1/4k
Intervalle de garde	1/4, 1/8, 1/16, et 1/32 19/128, 19/256, et 1/128	1/4, 1/6, 1/9
SFN	Oui	Oui
MFN	Oui	Oui
Modulation	OFDM	TDS-OFDM
Codage de canal interne	LDPC	LDPC
Codage de canal externe	BCH (1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6)	BCH (0.4, 0.6, 0.8)
Compression de l'information	MPGEG2, MPGE4	MPEG2
Constellation	QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM	4QAM, 16QAM ,64QAM
Rotations de constellation	Oui	Non
Débit binaire	5.35-50.4 Mbit/s	4.813Mbps - 32.486 Mbps
SDTV/HDTV	Oui	Oui
Prix du décodeur	Faible	Moyen
FEC	LPDC + BCH 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6	LPDC + BCH 0.4, 0.6, 0.8

IV.6.1 comparaison entre la norme DVB-T2 et DTMB sur le plan international

IV.6.1.1 Obligations pour les Etats membres de l'UIT

L'accord de Genève est une décision qui s'impose à tous les Etats membres de l'UIT répartis en trois régions. L'UIT compte en effet 3 grandes régions. La Région1del'Union internationale des télécommunications comprend l'Europe, l'Afrique, le Moyen-Orient et la République islamique d'Iran. Le passage de l'analogique au numérique s'impose ainsi a la RDC comme à tous les pays signataires de l'accord. La RDC, Etat-membre de l'Afrique, région 1 de l'UIT est ainsi concerné par cette opération. Sous l'impulsion de l'Union africaine des télécommunications(UAT) et avec l'aide de l'UIT et un rôle important de l'Agence nationale des fréquences (ANFR)situe en France, les pays africains ont adopté des normes communes d'origine européenne (DVB-T2 et MPEG4) : lorsqu'on sait que les téléviseurs sont des cadeaux appréciés que la diaspora ramène d'Europe Les lignes directrices de l'Union internationale des télécommunications (UIT) pour le passage de la radiodiffusion analogique à la radiodiffusion numérique avant le 17 juin 2015, qui tiennent compte des dispositions de l'Accord régional relatif à la planification du service de radiodiffusion numérique de terre dans la Région 1 signé à Genève en 2006, optent pour la norme de transmission DVB-T (DVB-T2) pour les nouveaux services de radiodiffusion télévisuelle numérique de Terre.

IV.6.1.2 lacement de la TNT en RDC avec la norme DVB-T2

Le ministre des Médias et communication de la République démocratique du Congo (RDC), a procédé officiellement, le mercredi 17 juin 2015, au lancement de la Télévision numérique terrestre (TNT). L'évènement a eu lieu à partir du site d'émission de Binza-Pigeon, dans la commune de Ngaliema. Les exigences techniques du nouveau paysage audiovisuel ont conduit le gouvernement à mettre en place un diffuseur public chargé du transport et de la diffusion du signal en provenance des éditeurs de programmes de la télévision gratuite aux quatre coins du pays .Il est important de noter que le processus d'extinction de la diffusion de la télévision en mode analogique et de passage à la télévision numérique a démarré le mercredi 17 juin 2015 pour les bandes de fréquences Ultra High Frequencies (UHF), soit la bande des 470-862 MHZ pour les pays d'Afrique subsaharienne .Pour les bandes de fréquences Very High Frequencies (VHF), soit la bande des 174-230 MHz la mutation s'opérera le 17 juin 2020. Et ce basculement commence d'abord par la ville province de Kinshasa. Il s'étendra progressivement sur l'ensemble du territoire national. La norme de diffusion en TNT en RDC est le DVB-T2. Celle du décodage vidéo est le MPEG-4. Le défi à relever consiste en

l'extension, le déploiement et l'implantation des infrastructures et équipements numériques dans tous les centres stratégiques du réseau des réémetteurs terrestres du pays.

IV.7 Déploiement de différentes normes de la TNT

IV.8 conclusion partielle

Dans ce denier chapitre intitulé étude comparative entre la norme européenne (DVB-T2) et la norme chinoise (DTMB), il a été question d'établir la comparaison entre la norme DVB-T2 et DTMB, présenter les différents types de réception de la TNT qui sont : Fixe, Portable et Mobile. Et donner quelques avantages et inconvénients de la TNT et donner aussi la position de la RDC face à l'adoption de la norme européenne DVB-T2

Conclusion générale

Au terme de notre travail scientifique portant sur l'étude comparative entre la norme européenne DVB-T2 et la norme chinoise DTMB pour la diffusion de la télévision numérique terrestre en République Démocratique du Congo, nous avons pu comprendre que la TNT est le mode de diffusion audiovisuelle terrestre en numérique, dans lequel les signaux vidéo, audio et de données ont été numérisées pour être ordonnés dans un flux unique (le multiplex) avant d'être modulés puis diffusés, c'est-à-dire transportés jusqu'aux antennes des terminaux des téléspectateurs.

Cette technologie présente donc l'avantage de réduire le nombre de fréquences indispensables à l'industrie télévisuelle, ce qui permet d'augmenter l'offre des programmes. En outre, son intégration en RDC changera, à la fois, le son et l'image. C'est-à-dire un son plus clair qui ne souffre pas de bruits parasites comme cela peut être le cas avec la télévision analogique.

La norme DVB-T2, est la norme améliorée du DVB-T adoptée par la quasi-totalité des pays membres de la Région 1 de l'Union internationale des télécommunications (IUT), lors de la Conférence régionale des radiocommunications (CRR-06), tenue en mai-juin 2006 à Genève en Suisse. Étant donné que la RDC appartient à la région 1, choisir une norme autre que la norme européenne, devrait avoir des conséquences négatives sur l'achat des matériels (émetteur, décodeur etc...), dans la mesure où tous les pays membre de la SADC ont opté pour la norme européenne et la RDC faisant parti. Forte de sa démographie, la SADC compte plus d'un demi-milliard d'habitants dont le deux tiers résident en ville et quand on sait, dans les villes africaines, un foyer sur trois dispose d'un poste téléviseur, la SADC sera, dans un plus proche avenir, un marché très demandeur en équipements audiovisuels. Outre les pressions politiques et sûrement diplomatiques qui ont conduit la RDC à préférer la norme européenne à la norme chinoise, le pays se baser aussi sur les paramètres techniques et économiques pour opter pour cette norme. Le dossier avait aussi une couleur économico-commerciale. "Zone d'influence" de l'Europe, l'Afrique(RDC) constitue un marché d'avenir pour l'Union européenne. Imposer cette norme en Afrique(RDC) aura des conséquences commerciales et économiques très importantes pour l'Europe.

La norme européenne (DVB-T2) est à ce jour le standard le plus évolué et le meilleur du point de vue technologique, technique et économique. La norme DVB-T2 met donc en oeuvre des techniques parmi les plus avancées à ce jour. Un nombre de paramètres d'appréciation

technique avait été retenu pour pouvoir faire l'étude comparée des normes existantes sur la TNT. Les experts ont conclus que sur les 15 paramètres de comparaison, la norme européenne DVB-T2 répondait oui à tous les paramètres en jeu soit 100%, la norme chinoise DTMB répondait oui à 4 paramètres soit 27%. Ainsi, en toute technicité et dans un esprit de pragmatisme nous proposons la norme européenne (DVB-T2) qui est déjà en marche en RDC. Une transition numérique réussie nécessite l'apport de toutes les compétences dans le domaine et l'implication des trois principaux acteurs (pouvoirs publics, fournisseurs de services et consommateurs). Un accent particulier devra être mis sur certains «bénéficiaires» qui sont les chaînes de télévision privées, communautaires et associatives ainsi que les populations démunies afin de les préparer à la transition numérique. C'est le rôle du gouvernement, des radios et télévisions mais aussi des associations de consommateurs.

Glossaire

TNT	Télévision numérique terrestre
OFDM	Orthogonal Frequency Division Multiplexing
TDS-OFDM	Time Domain Synchronous- Orthogonal Frequency Division Multiplexing
CSA	Common Scrambling Algorithm
DTMB	Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting
DVB	Digital Video Broadcasting
DVB-T	Digital Video Broadcasting - Terrestrial 1
DVB-T2	Digital Video Broadcasting - Terrestrial 2
ISDBT	Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial)
RDC	République démocratique du Congo
FFT	Fast Fourier Transform
ATSC	Advanced Television Systems Committee
MPEG	Moving Picture Expert Group
UTT	Union international des telecommunication
LDPC	Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting
BCH	Bose-Chaudhuri-Hocquenghem
FEC	Forward Error Correction
ETSI	European Telecomunications Standard Institut
UHF	Ultra High Frequencies
VHF	Very High Frequencies
PN	Pseudo Random Sequence
CP	cyclic prefix
TDF	Télédiffusion de France
MFN	Multi Frequency Network
SFN	Single Frequency Network

TABLE D'ILLUSTRATION

Figure 2.1 Seuil d'audibilité (A) et masquage fréquentiel (D masqué par B) 23

LISTES DES TABLEAUX

Tableau 6.1 comparatif des paramètres de transmission entre la norme DVB-T2 et DTMB 53

BIBLIOGRAPHIE

+ MPALA MBABULA, L, Cours d'initiation à la recherche scientifique G2 SIC, 2013, Inédit. + BURDEAU .G, Méthode de la science politique, Dalloz, paris, 1459.

+ LAROQUE BERNARD Denis, Télévision numérique terrestre, fondamentaux et perspectives, Paris, Dunod, 2005.

+ OSSAMA, F., Les Nouvelles technologies de l'information et de la communication, en- jeux pour l'Afrique subsaharienne, Paris, Le harmattan, 2009.

+ GUILLOU, PADIOLEAU, La régulation de la télévision, Paris, Documentation française, 2010 + J. Wang, C. Y. Pan, and Z. X. Yang. A simple space-frequency transmitter diversity scheme for

TDS-OFDM in SFN. In Proceedings of the 2005 International Conference on Communications,

+ KUNGU Kléber, La fin de l'ère analogique : que deviendra la RDC face à l'avènement de la

+ Présentation des systèmes de transmissions évolués : modulation, processus physiques dans la

chaîne de communication, fonctionnement des systèmes de transmission hertzienne.

TABLES DES MATIERES

III.7.1 Structures de cadre hiérarchique synchronisé avec le temps absolu 46

CHAPITRE IV ETUDE COMPARATIVE ENTRE LA NORME EUROPEENNE (DVB-T2) ET LA NORME

IV.6.1 comparaison entre la norme DVB-T2 et DTMB sur le plan international 54

à‰tude comparative entre la norme européenne et chinoise pour la diffusion de la télévision numérique terrestre en RDC.

Épigraphe