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  • Sylvain RAGOT LSI2 - 30 mars 2010 Jeremy LE PIOLET

    Logiciels MatLab (simulink)Kile (LATEX)

    Communication Numeriques

    I Encadre par : Cecile BEAUMINJ

    Etude dune chane de transmission

    Resume : Ce document rend compte des 3 seances de Travaux Pratiques sur lenvironnementSimulink de Matlab . Grace a` la chane de transmission fournie, nous avons pu experimenter etinteragir avec quelques blocs qui la composent.

    Abstract : This sheet talks about 3 sessions of practical work on Simulink environnement -from Matlab . With the given file, we had experiment and act on some blocks which are part ofthis chain.

    ENSSAT - Universite de Rennes 1 Ecole Nationale Superieure de Sciences Appliquees et de Technologie

    6, rue de Kerampont - 22305 LANNION - FRANCETelephone : 02 96 46 91 48 - Telecopie : 02 96 46 66 75

    http ://www.enssat.fr/

  • Table des matie`res

    Introduction 2

    I Tutoriel Simulink 3

    1 Tutoriel Simulink 41.1 Presentation generale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Bote de dialogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3 Zone de creation du syste`me . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.4 Composants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.5 Visualisation du syste`me . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    1.5.1 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.5.2 Windowed Integrator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

    II Etude de la chane de transmission 9

    2 Identification de la chane de transmission 112.1 La source du message . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 Le codage de source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    2.2.1 Lechantillonnage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.2 La quantification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

    2.3 Le codage de canal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.3.1 La conversion en bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.3.2 Code correcteur derreur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

    2.4 Le canal de transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.5 Synthe`se . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

    2.5.1 Resultat en bout de chane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.5.2 Retour sur la modelisation de la chane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.5.3 Taux derreurs binaires - Taux derreurs de symboles . . . . . . . . . . . . 16

    3 Canal Gaussien 183.1 Sans correction derreur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

    3.1.1 Serialisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.1.2 Sur-echantillonnage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.1.3 Le canal de transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.1.4 Filtrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.1.5 Discretisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.1.6 Decision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

    3.2 Avec correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

    Conclusion 24

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  • Introduction

    Outre lutilisation dun logiciel de calcul numerique quest Matlab et de lenvironnement demodelisation Simulink , ces seance de travaux pratique ont pour but de pratiquer certains pointstheoriques tournant autour des chanes de transmition. Nous disposons deja` de la modelisationdune chane, presentee sur la figure figure 1.7 page 10. Nous nous attacherons, dans ce document,a` en comprendre les elements avant de les modifier, dobserver et de commenter les effets de cesmodification grace aux simulations.

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  • Premie`re partie

    Tutoriel Simulink

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  • Chapitre 1

    Tutoriel Simulink

    Pour realiser ce TP, nous avons utilise le logiciel de simulation Simulink . Cette partie a doncpour objectif de faire une rapide presentation du logiciel.

    1.1 Presentation generale

    Simulink est une plate-forme de modelisation et de simulation de syste`mes de communica-tions et de traitement du signal. Il propose de nombreuses fonctions et fonctionnalites permettantde creer, implementer et controler toute sorte de syste`mes numeriques. Cet environnement estintegre au logiciel scientifique Matlab .

    Lenvironnement se decompose en deux parties principales : une bote de dialogue contenantles differents composants que lon peut integrer a` notre syste`me et une fenetre permettant dedeposer et dagencer les differents composants (figure 1.1 page 5). Ces differents elements sontaccessibles depuis Matlab en tapant la commande simulink dans la fenetre de commande. Unebibliothe`que additionnelle commlib a ete utilise, notamment pour les differents canaux.

    1.2 Bote de dialogue

    Nous allons nous interesser a` la bote de dialogue contenant le differents composants. Celle-cipermet en effet de choisir les elements qui seront utilises par notre syste`me.

    Les differents composants sont regroupes en categories, ce qui permet une recherche plusaisee, en plus du moteur de recherche integre. Ainsi, on retrouve differentes categories commeoperation sur des signaux continus, discrets ou operateurs logiques et a` bits. Certains compo-sants, utilises pour le TP seront detailles dans le chapitre 2 page 11.

    Une fois le composant desire trouve, il suffit de le deplacer sur la zone graphique pourlajouter au syste`me que lon souhaite concevoir.

    1.3 Zone de creation du syste`me

    Le deuxie`me morceau de la plateforme Simulink est la zone de creation graphique. Cest eneffet a` partir de cette zone que nous allons pouvoir agencer les differents composants selectionnesprecedemment.

    Cette zone nous permet de concevoir graphiquement notre syste`me : il nous suffit de deplacerles differents composants et de les relier entre eux pour pouvoir mettre en place le syste`me (figure1.2).

    Les differents composants posse`dent, selon leur type, differentes entrees et sorties symboliseespar le symbole >. Pour relier deux composants entre eux, il suffit de cliquer sur lentree/sortiedu premier composant et de tracer a` partir de ce point un trait jusqua` lentree/sortie du second.

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  • 1.4. COMPOSANTS 1. Tutoriel Simulink

    Une autre methode consiste a` cliquer sur le premier composant, puis, en maintenant la toucheCTRL, cliquer droit sur le nouveau composant.

    Une fois le syste`me cree, nous pouvons le simuler en cliquant sur la fle`che de lecture enhaut de la fenetre. Ceci va permettre de simuler le syste`me sur une certaine duree. La duree estparametrable a` partir de la zone de texte adjacente.

    Lors de la simulation, si des blocs ne sont pas conformes dans notre syste`me (manque uncomposant, erreur de type de donnees en entree dun composant, ...), le logiciel va le signaler enaffichant un message derreur, indiquant par la meme occasion le composant incrimine.

    Differentes options sont accessibles a` partir des menus de cette fenetre. On peut par exempleafficher les formats des donnees qui transitent entre les composants en realisant un clic droit>menu Format > signal Dimensions.

    1.4 Composants

    A partir de la zone de creation graphique decrite en 1.3, nous pouvons egalement acceder auxproprietes de chacun des composants. Pour ce faire, il suffit de double-cliquer sur le composantque lon souhaite configurer : un bote de dialogue souvre alors.

    La bote de dialogue peut se decomposer en deux parties (cf figure 1.3). La premie`re, lapartie superieure, propose une aide pour decrire le composant . Elle explique son role ainsi quecelui des differents parame`tres que lon peut configurer. La seconde partie propose les differentsparame`tres que lon peut configurer pour notre composants. Ceux-ci peuvent etre repartis sousformes donglet, certains etant des configuration pour laffichage du composant, dautres pourles traitements quil doit effectuer.

    En plus de laide decrite dans la partie superieure de la fenetre de configuration, une aidegenerale pour chaque composant est disponible dans le menu daide generale.

    Fig. 1.1 Bote de dialogue representant les composants

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  • 1.5. VISUALISATION DU SYSTE`ME 1. Tutoriel Simulink

    Fig. 1.2 Zone dimplementation du syste`me

    1.5 Visualisation du syste`me

    Nous allons a` present decrire certains elements qui permettent de connatre letat du syste`me.Nous en avons en effet utilise plusieurs et ils peuvent resservir frequemment lorsque lon souhaitesimuler un syste`me.

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  • 1.5. VISUALISATION DU SYSTE`ME 1. Tutoriel Simulink

    Fig. 1.3 Parametrage des composants

    1.5.1 Scope

    Le premier element important est le Scope. Ce composant permet en effet de visualiser sousforme graphique le signal quil recoit en entree. Cest donc un outil precieux pour visualiser lecomportement dun bloc par rapport au signal recu.

    Le Scope se branche sur un lien entre deux blocs : on ne peut donc visualiser que ce quitransite entre les differents blocs. Lorsque lon lance la simulation, le signal capte est representeselon le temps qui secoule pour delivrer un resultat (cf figure 1.4).

    Fig. 1.4 Representation dun signal sur un Scope

    Une fois le signal trace, nous pouvons letudier plus en detail grace aux differents zoom :zoom general, zoom bote, zoom selon laxe des abscisses ou des ordo