Principe De La Modulation TNT Tnt1

Principe De La Modulation TNT Tnt1

Ministère de l’enseignement supérieur et recherche scientifique C. U. AT Institut de technologie département GÉ MASTER II GT Exposé: Principe de la modulation TNT 1 Introduction Dans le monde de la continue de se répandre. Après avoi téléphonie, c’est au tour maintenant d numérique. Les Sv. vx to de la numérisation image, la vidéo et la restres de passer au 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 ualité numérique accompagnés de services interactifs. La télévision numérique terrestre lance un triple défi.

Elle représente tout d’abord un défi culturel : les programmes audiovisuels sont majoritairement produits en numérique, et le DVD est le vecteur privilégié du cinéma. Ensuite, c’est un défi économique et industriel, sa mise en place va déclencher à terme données ont été numérisés, puis ordonnés dans un flux unique (on parle alors de multiplexage) avant d’être modulés puis diffusés, c’est-à-dire transportés jusqu’au téléspectateur via les ondes électromagnétiques.

Celle-ci permettra aux foyers raccordés à une antenne « râteau » (soit près de des foyers) de recevoir une trentaine de chaînes publiques et prlvees, nationales et locales en

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qualité numérique. Le procédé numérique permettra de faire passer 5 ou 6 chaînes par fréquence, là où l’analogique ne permettait d’en faire passer qu’une seule. Avec la TNT, les programmes sont toujours fabriqués de la même façon. En revanche ils sont diffusés sous forme numérique.

Et nos téléviseurs doivent s’adapter pour recevoir et traiter des données numériques. Mais avant cela, étudions le système analogique 2. Les changements avec le numérique Les programmes numériques existent déjà sur le câble, le satellite et par l’ADSL Mais avec la TNT, les émissions sont diffusées par des émetteurs terrestres, quels sont alors les changements ? L a numérisation 2 1 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 3 c Compression du signal Mais comme le poids des images numérisées est trop important, il est nécessaire de es 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 . n gagne de la place et on va l’occuper avec 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 numeriques. Multiplexage Mais certains programmes sont plus difficiles à compresser que d’autres. Leurs images sont plus compliquées à décrire (film d’action ou rse des dessins animés sport) et prennent plus de 30E 11 voyager ensemble par petits morceaux sur la même bande de 8 Mhz, l? où ils trouvent de la place.

Au final, toute la bande sera occupée, et les 5 ou6 programmes qui voyageront ensemble sur la même bande formeront un multiplex. 3- e Démultiplexage 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 rogrammes. Puis le signal est démodulé (séparé de l’onde porteuse), mais le Slgnal 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, 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 [‘image sont restituées correctement. . 2 IO L’ interactivité 40F11 descendante.

Mais avec la TNT, il y aura une voie montante qui permettra au téléspectateur d’être actif et d’envoyer des messages. Les récepteurs seront équipés d’un modem relié ? la Ilgne téléphonique et certains programmes proposeront des liens avec des sites Internet, de jouer en temps réel avec des programmes de jeu ou éducatif, télé-payer avec un lecteur de carte intégré, commander des programmes ? la carte, etc. Le commerce avec Plnternet va être une nouvelle source de financement de la télévision, et la publicité deviendra interactive our mieux cibler les consommateurs. ?codage de source Le codage MPEG appliqué à la vidéo et à l’audio permet de réduire la ressource nécessaire à la transmission d’un programme en présen,’ant la et de garantir une excellente qualité des images et des sons et ce de manière constante. La norme MPEG-2 a été retenue pour les chaînes gratuites, et le MPEG-4 pour les chaînes payantes. [TDF05] 3. 5 . 1. 1 Compression MPEG-2 MPEG est un comité formé en 1 988 et constitue une norme internationale ISO. Il s’agit d’un groupe de travail dont le propos est de définir des standards pour la ompression de la vidéo et de l’audio au format numérique.

DMPEG-2 appliqué au son s 1 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. 3 . 5 . 1. 2 La compression MPEG-4 [01 104] 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. 3. 5 . 4. 1 La modulation numérique La norme DVB-T utilise une modulatlon COFDM (v qui utillse principalement le QPSK (Quaternary Phase Shift Keying, 2 bits par symboles) ou la Modulation d’Amplitude en Quadrature (MAQ ou QAM) en mode MAQ 16 ou 64 (4 bits ou 6 bits par symbole). Figure 19 : E xemple sur 3 bits d’une modulation QAM Dans une constellation Q AM, l’éloignement du point par rapport à l’origine ndique l’amplitude, son angle indique le décalage de phase.

Lorsqu’on module les porteuses COFDM, on utilise une modulation hiérarchique ou non hiérarchique. La modulation hiérarchique nécessite deux étapes . 1. Choix tout dabord du quadrant de hase sur la base de 2 bits 6 1 constellation phase/amplitude comp émentaire à l’intérieur du quadrant sélectionné en fonction des 2 ou 4 bits restants (16-QAM ou 64-QAM) d’un autre train de données en priorité faible LP (LowPriority). Ce type de modulation permet d’incorporer la QPSK dans le diagramme de la constellation d’un système 16-QAM ou 64-QAM.

La transmission distincte des deux trains de données HP prioritaire et LP non prioritaire, qui ont chacun leur propre protection contre les erreurs, se traduit par le fait que la transmission de la QPSK incorporée dans une modulation 16-QAM ou 64-QAM est moins sensible au brouillage que la 16-QAM ou 64-QAM non hiérarchique. Modulation COFDM [GRIOOI C’est une des spécifités de la TNT : cette déno mination (COFDM) justifie par le fait que l’on assure la transmisslon à l’aide d’un multiplex fréquentiel de sous porteuses orthogonales entre elles séparées par un intervalle de garde. ,ncipe Le principe de la modulation COFDM consiste à répartir aléatoirement des symboles de durée Ts (temps symbole utile) sur différentes porteuses modulées en QPSK ou QAM (selon le comproms robustesse / débit). Il existe deux modes de transmissions : mode 2 k : 1 705 porteuses mode 8 k : 68 17 porteuses Chacune de ces porteuses est modulée individuellement à bas débit pour que la durée utile Ts d’un rande devant l’étalement / op 11 Figure 22: symbole OFDM avec l’intervalle de garde [M P E 05 ] Codage et entrelacement I peut arriver que l’introduction de cet intervalle de garde pporte des interférences entre les symboles.

C’est le « C » de la technique COFDM qui permet de s’en affranchir. Le codage produit une redondance pour détecter et corriger les erreurs permettant au récepteur de reconstituer les informations perdues lors de la transmission, grâce à la corrélation qui les lie aux informations correctement reçues.

Grâce à l’entrelacement, les informations les plus solidaires entre elles sont soumises à des évènements indépendants Avantages de la modulation COFDM CIUtilisation optimale de la bande de fréquence allouée par l’orthogonalité des porteuses CIPermet de s’affranchir des échos grâce à fintervalle de garde et donc de l’interférence inter-symbole : constitution de SFN. DLe signal COFDM assure la répartition de l’information sur un grand nombre de porteuses, limitant la perte de données en cas de fading (évanouissement du signal).

DRécupération de l’information perdue grâce au codage convolutif et ? l’entrelacement permettant de réduire de façon importante le taux B1 la réception par satellite, le réseau câblé et enfin plus récemment celui du « haut débit Chaque mode de diffusion sera détaillé, en articulier celui de l’ADSL, puis ensuite comparé dans un tableau récapitulatif Diffusion analogique Il est clair qu’avec l’avancée significative de la TNT gratuite (si on ne compte pas le décodeur) sur tout le territoire, ce mode de diffusion historique est Il est clair qu’avec l’avancée significative de la TNT le territoire, ce mode de diffusion historique est condamné à disparaitre d’ici quelques années, à la condition de donner [‘accès à la TNT à 100% de la population. Remis dans le contexte actuel, c’est le mode qui présente le plus de désavantages tant au iveau de la qualité de diffusion que de la quantité de programmes. Satellite Au moyen d’une parabole d’un coût très modique, tout bâtiment collectif ou individuel peut recevolr les émlssions satellitaires, dont une partie est gratuite. Il est le système de diffusion prépondérant en France de télévision numérique avec 20% des foyers recevant la télévision.

En revanche, dans les zones urbaines, il est parfois interdit par des contraintes administratives visant à protéger le paysage. Le satellite dispose d’une capacité importante et permet de recevoir des bouquets de plusieurs eu onéreux et ce mode possède une grande capacité de couverture, avec beaucoup de chaînes disponibles, notamment étrangères. La concurrence est forte et bénéficie au consommateur. Le satellite s’est imposé comme la source numéro 1 en France de télévision grand spectacle. OTNT Elle est la dernière des technologies de diffusion numérique. Elle symbolise la télévision numérique pour tous, avec 85% de la population couverte à terme en 2007 et de plus gratuitement, ce qui est son point fort.

CIAvantages Gratuitement, elle permet de recevoir 14 chaînes sans mettre en place une arabole et en fonctionnant avec l’antenne râteau existante. La qualité numérique est également très appréciable. Elle est la seule offre ? offrir la portabilité. Inconvénients Encore expérimentale malgré le lancement officiel du 31 mars. Il y a certes 14 chaînes mais il faudra investir dans un décodeur (un peu plus de 100 euros) qui ne pourra pas décoder les chaînes payantes prévues pour le mois de septembre. De plus, seulement 35% de la popu ation peut aujourd’hui avoir accès à la TNT et 85% à terme en 2007 (voir plus haut). De plus, l’offre reste limitée aux chaînes Fran aises ou Francophones. Il