B. Le problème de la bande passante

        Les modulations numériques augmentent habituellement la bande passante nécessaire pour transmettre le signal. La bande passante est un concept subtil qui, dans le monde de la radio, équivaut à la quantité de spectre nécessaire pour transmettre un signal donné. Elle se mesure en kHz ou MHz de spectre par canal. La bande passante peut aussi être définie pour les systèmes filaires, les systèmes optiques et tout autre système de communication. Nous pouvons nous représenter la bande passante d’un circuit comme la capacité de transport de ce circuit et la bande passante d’un signal comme la quantité utilisée de cette capacité de transport.

        La transmission MIC est sévèrement pénalisée par sa grande bande passante. Chaque échantillon est converti en 7 bits plus un bit supplémentaire de supervision. Codé en binaire par 8 impulsions distinctes, le signal MIC nécessite une bande passante plus large que le signal analogique. Par chance la largeur de bande des circuits téléphoniques filaires à courte distance d’aujourd’hui est très grande, des centaines de fois plus grande que la bande passante du signal vocal analogique. De même la bande passante des systèmes de transmission à fibre optique est immense : une simple fibre peut transporter des milliers de circuits de voix numérisées ou des centaines de canaux de télévisions. En fait, dans les systèmes à base de cuivre ou de fibre optique, la pénalité en bande passante des systèmes MIC n’est habituellement pas significative ou peut être contournée à moindre coût.

        En radio, par contre, la bande passante est toujours limitée. Le spectre radio est une chose précieuse et qui doit donc être utilisé efficacement alors que des circuits filaires supplémentaires peuvent toujours être obtenus en payant.

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        Pour cette raison la radio numérique a traditionnellement eu de sérieux désavantages comparée à la radio analogique, car elle nécessitait plus de bande passante pour transmettre le même nombre de circuits. Pour contourner ce problème, les ingénieurs commencent à prendre une approche différente au problème : au lieu de coder chaque symbole de transmission pour transporter seulement 1 bit d’information (codage binaire), ils utilisent des techniques de modulations multiniveaux. Par exemple, un système de modulation de phase à 4 niveaux, souvent appelé modulation de phase quaternaire ou QPSK, peut transmettre deux bits d’information dans chaque symbole :

Ceci réduit le nombre de symboles qu’il est nécessaire de transmettre de 50% par rapport à un système de modulation à deux niveaux et réduit la bande passante requise à la moitié. Ceci, cependant, complique les opérations de détection et de discrimination du récepteur (démodulateur).

        Les techniques de modulations multiniveaux ont fait des progrès continus dans leurs applications aux faisceaux hertziens numériques ces dernières années. Aujourd’hui un système PSK à 16 niveaux, qui transmet quatre bits par symbole, est presque trivial. Il suppose une détection de différence de phase de 22.5 degrés. D’autre méthode existe : la modulation d’amplitude à 16 niveaux en quadrature (QAM), sorte de modulation hybride en phase et en amplitude. Des systèmes à plus grand nombre de niveaux commencent à être utilisés : des systèmes employant jusqu’à 256 niveaux soit huit bits par symbole sont même en cours d’étude. Cependant, les problèmes de détection et de discrimination rencontrés dans de telles ambitieuses techniques sont presque décourageants, particulièrement dans l’environnement de la radio mobile. Dans un avenir proche, seules les modulations à 16 niveaux voire 32 semblent réellement envisageables.

A. Codage de l’information

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IV. Le multiplexage