Définir les critères des techniques de transmission à spectre étalé
Une méthode de transmission qualifie comme **Spectre Étalé (SE)** si elle remplit **trois critères obligatoires** définis par les organismes de régulation (FCC Part 15.247, UIT-R) et la théorie fondamentale :
Les Trois Piliers du Spectre Étalé
1. Expansion de bande passante (Facteur d'étalement >> 1)
BSE >> Binfo
La bande passante du signal transmis (BSE) est **d'ordres de grandeur plus large** que la bande passante théorique minimale requise pour envoyer l'information (Binfo = Débit binaire pour binaire).
Facteur d'étalement (SF) = BSE / Binfo = Taux de puces / Taux de données.
SF typique : 10 → 10 000+ (LoRa SF12 = 4096).
2. Faible Densité Spectrale de Puissance (DSP)
Puissance Totale Émise (Pt) étalée sur BSE.
**DSP = Pt / BSE** (Watts/Hz).
→ **DSP ≈ Plancher de bruit.** Le signal « se cache » dans le bruit. Difficile à détecter, intercepter, ou brouiller. Permet la **coexistence** avec systèmes à bande étroite (sous-couche).
3. Code d'étalement Pseudo-Aléatoire (PN) (Dépendant de la clé)
L'étalement n'est **pas du bruit aléatoire** — c'est une **séquence déterministe, périodique** générée par un algorithme connu (LFSR, Code Gold, Kasami, Chirp).
• **Connu du Récepteur Visé** → Peut **Désétaler** (Corréler) → Récupérer Signal + **Gain de Traitement (Gp = 10 log₁₀(SF) dB)**.
• **Inconnu des Autres** → Apparaît comme Bruit. Fournit **CDMA (Accès Multiple par Division de Code)** — multiples utilisateurs partagent même bande via codes orthogonaux/faible corrélation croisée.
Comment ils fonctionnent ensemble : La magie du Gain de Traitement
SNRsortie = SNRentrée + Gp
- Interféreur/Brouilleur : Bande étroite → Énergie concentrée dans quelques bins. Après Désétalement → Étalée sur BSE → **Puissance réduite de Gp**.
- Signal Désiré : Large bande → Corrélé → **Effondré vers Binfo** → Puissance concentrée → **SNR ↑ de Gp**.
Deux Architectures Canoniques
Séquence Directe (DSSS)
- Moduler Données × Code PN (Taux puces >> Taux données).
- Spectre : forme (sin x / x)² centrée sur Porteuse.
- Exemples : **GPS (Code C/A, 1,023 Mcps)**, **WiFi 802.11b (Barker 11 puces)**, **CDMA (IS-95, 1,2288 Mcps)**, **Zigbee (802.15.4 O-QPSK, 32 puces)**.
Saut de Fréquence (FHSS)
- Fréquence porteuse saute pseudo-aléatoirement sur large bande (ex: 79 canaux × 1MHz = 79MHz).
- Temps de séjour par saut : ~400ms (Bluetooth Classique) → Saut Rapide.
- Exemples : **Bluetooth (Classique/BLE)**, **Radios Tactiques Militaires (HAVE QUICK, SINCGARS)**, **LoRa (Chirp Spread Spectrum - CSS, hybride)**.
Test Réglementaire (FCC 15.247)
- **Bande passante :** 6dB BW ≥ 500 kHz (DSSS) / 20 dB BW mesurée.
- DSP Max : 8 dBm / 3 kHz (conduit).
- Puissance Crête : 1W (30 dBm) typiquement (Point-Multipoint plus haut).
- Exigences Code : > 10 codes (DSSS) / > 50 canaux (FHSS).
Non-Spectre Étalé (Pour Contraste)
- FM/AM bande étroite, QPSK/OFDM (sans étalement) — BW ≈ Débit données.
- OFDM (WiFi 802.11a/g/n/ac/ax, LTE, 5G) — **Multi-porteuse**, pas intrinsèquement étalé (bien que combinable avec étalement).
Check-list Résumé
✅ BP >> BP Info
✅ DSP Faible (Type bruit)
✅ Code PN Contrôlé (Désétalable)
→ **C'est du Spectre Étalé.**