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Comment ça marche ?

Radio-club F6KRK
Les transmissions radio numériques

5 - Densité spectrale, diagramme de l'œil

et constellation

Après avoir vu les principaux modes de modulation utilisés par les transmissions numériques,
nous allons aborder quelques notions liées à l'encombrement spectral de l'émission et
à la visualisation des signaux reçus.

DENSITÉ SPECTRALE Sur la figure 1, nous avons l’encom- DIAGRAMME DE L’ŒIL.
DE PUISSANCE. brement spectral relatif pour trois Dilatons horizontalement la figure 2
Une transmission d'informations par modulations, le 2FSK (RTTY), le MSK pour ne garder que quelques symboles.
radio occupe une certaine largeur et le GMSK.
de bande. La bande totale des fré- Fbit est une valeur mathématique. Utilisons le même signal que celui
quences allouées à ce service n'étant Elle s’exprime en Hz et correspond utilisé pour faire une densité spectrale.
pas infinie, il convient de la partager au débit en bits/sec. Pour les modu- Connectons un oscilloscope à mémoire
entre un maximum d'utilisateurs. lations de la figure 1, Fbit est aussi à la sortie du discriminateur du
Chacun d'eux est donc tenu de n'oc- égale au nombre de bauds. récepteur, et superposons plusieurs
cuper que le canal qui lui est attribué balayages successifs.
sans déborder sur celui du voisin. Le RTTY à 45 bauds (Baudot) est aussi
Le maximum d'efficacité serait donc encombrant que le RTTY 110 bauds Nous obtenons les « diagrammes de
atteint quand le spectre fréquentiel (ASCII), pour deux fois moins de bits/ l’œil » de la figure 3 pour les trois
de son émission aurait une enveloppe sec, mais il est facile à décoder et modulations ci-dessus.
rectangulaire de largeur égale à celle plus résistant au QRM (les lobes sont Plus l’œil est fermé, et plus le déco-
du canal. Alors, on cherche à se rap- plus étroits). dage est difficile car il demande plus
procher le plus possible de cette per- Nous avons sur la figure 2 les signaux de précision, à la fois en amplitude
fection. Pour contrôler le résultat, à la sortie d’un discriminateur FM et en temps. Si le signal est bruité,
on effectue une mesure de densité (après passage dans le filtre de canal), l’œil se ferme encore et l’on voit bien
spectrale de puissance. pour du FSK genre RTTY, du MSK et du que pour une même amplitude crête
(2)
Celle-ci est la fraction de puissance GMSK du type GSM (B.T = 0,3) . du signal de modulation, nous avons
contenue dans chaque bande élé- Les instants d'échantillonnage théo- plus de marge en amplitude pour le
mentaire de fréquence. Plus cette riques sont représentés par les lignes MSK par rapport au GMSK (6 dB pour
dernière est petite, et plus la résolu- pointillées verticales. En comparant un BT de 0,3) et plus de marge en
tion est fine. La densité spectrale est avec la figure 1, nous voyons bien temps (instant d’échantillonnage) pour
obtenue par intégration de Fourier (1) que plus la bande est étroite, et plus le 2FSK.
du signal RF modulé par un signal en la démodulation sera délicate et
bande de base avec un spectre uni- demandera un rapport S/B plus élevé
forme (contenant à égalité toutes les pour un même taux d’erreur.
fréquences, comme un bruit blanc).
Le temps total d’intégration doit être
égal au temps nécessaire aux don-
nées pour avoir un spectre uniforme.
Cela peut demander une longue suite
de données générées par calcul.

Figure 1 : encombrement spectral
pour trois types de 2FSK Figure 2 : signaux démodulés pour trois types de 2FSK

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