Exercices et Tests

Exercice 1

1) Une image TV numérisée doit être transmise à partir d'une source qui  utilise une matrice d'affichage de 450x500 pixels, chacun des pixels pouvant prendre 32 valeurs d'intensité différentes. On suppose que 30 images sont envoyées par seconde. Quel est le débit D de la source ?
2) L'image TV est transmise sur une voie de largeur de bande 4,5 MHz et un rapport signal/bruit de 35 dB. Déterminer la capacité de la voie. 

Exercice 2

Un signal numérique de forme "créneau", de période T,  est envoyé sur une voie de transmission.

1) Décomposer le signal en série de Fourier
2) La voie ayant une bande passante allant de la fréquence 4/T à 8/T, quel est le signal reçu en bout de ligne (en négligeant le bruit, l'amortissement et le déphasage). 

Exercice 3

Quelle est la capacité d'une ligne pour téléimprimeur de largeur de bande 300 Hz et de rapport signal/bruit de 3 dB ? 

Exercice 4

Un système de transmission numérique  fonctionne à un débit de 9600 bits/s.
1) Si un signal élémentaire permet le codage d'un mot de 4 bits, quelle est la largeur de bande minimale nécessaire de la voie ?
2) Même question pour le codage d'un mot de 8 bits. 

Exercice 5

Une voie possède une capacité de 20 Mbits/s. La largeur de bande de la voie est de 3 MHz. Quel doit être le rapport signal/bruit ? 

Exercice 6

Si l'affaiblissement est de 30 dB, quel est le rapport |Ve/Vs| des ondes sinusoïdales d'entrée et de sortie d'une portion de voie de transmission ?

Exercice 7

La décomposition en série de Fourier d'un signal périodique conduit à une superposition de signaux sinusoïdaux de fréquences f, 3f, 5f, 7f,… Sachant que la bande passante est [5f, 25f], combien de signaux sinusoïdaux élémentaires seront détectés à l'arrivée ?

Exercice 8

Une voie de transmission véhicule 8 signaux distincts ; sa rapidité de modulation est R = 1200 bauds. Quel est le débit binaire de cette ligne ?

Exercice 9

Une voie de transmission véhicule 16 signaux distincts. Quelle est la quantité d'information binaire maximale pouvant être transportée par chaque signal ?

Exercice 10

Le rapport signal sur bruit d'une voie de transmission est de 30 dB ; sa largeur de bande est de 2 MHz. Quelle est, approximativement, la capacité théorique de cette voie ?

Exercice 11

Sur une voie de transmission, on constate que le nombre de communications par heure est de 1,5 et que chaque communication a une durée moyenne de 360 secondes. Quel est le trafic correspondant ?

Exercice 12

Sachant que pour une voie de transmission, le nombre de transactions par communication est de 4000, la longueur moyenne d'une transaction est de 12000 bits, la durée moyenne d'une communication est 3600 secondes, le débit binaire est 64 Kbits/s, donner le taux d'occupation de la voie.

Exercice 13

On envoie la suite de bits : 01001110.

Quels sont les signaux correspondants en NRZ, RZ, bipolaire NRZ, bipolaire RZ, biphase cohérent, biphase différentiel ?

Exercice 14

On considère un signal audio dont les composantes spectrales se situent dans la bande allant de 300 à 3000 Hz. On suppose une fréquence d'échantillonnage de 7 KHz.

1) Pour un rapport signal sur bruit S/B de 30 dB, quel est le nombre n de niveaux de quantification nécessité ? On donne la relation : S/B = 6n - a. On prendra a = 0,1.

2) Quel est le débit nécessité ?

Exercice 15

Soit le signal audio suivant :

Le codage étant effectué sur 8 niveaux et l'échantillonnage étant défini sur la figure ci-dessus, en déduire le codage binaire de ce signal.

Exercice 16

4 trains d'information analogique sont multiplexés sur une ligne téléphonique de bande passante 400 - 3100 Hz. La bande passante de chaque train est de 500 Hz. Expliciter le processus de multiplexage.

Exercice 17

3 lignes sont multiplexées sur une liaison à commutation de paquets de longueur 1200 bits. Chaque ligne transporte des messages de longueur respective : 3600 bits, 12000 bits, 4800 bits. Le débit de la liaison commutée est de 4800 bits/s. Décrire le processus de multiplexage.

Exercice 18

Des caractères ASCII sur 8 bits sont envoyés sur une voie de transmission de débit nominal D.

1) On effectue la transmission en mode asynchrone avec un bit start  et un bit stop.  Exprimer en fonction de D le débit utile.

2) On effectue la transmission en mode synchrone avec des trames comportant un drapeau de début et un drapeau de fin , chacun de 8 bits, un champ de contrôle de 48 bits et un champ d'information de 128 bits. Exprimer en fonction de D le début utile.

3) Même question que b) mais avec un champ d'information de longueur 1024 bits.

Exercice 19

Exercice 20

Exercice 21

Pour numériser un son mono analogique, on utilise une fréquence d'échantillonnage de 22 KHz et on code le un codage de valeurs sur 8 bits. Pour 1 minute de son, quel est le volume correspondant en bits (on suppose qu'il n'y a pas de compression) ?

Exercice 22

On divise le polynôme x⁷ + x⁵ + 1 par le polynôme générateur x³ + 1. Quel est le reste obtenu ?

Exercice 23

On considère des mots de 3 bits et un codage linéaire de matrice G. Déterminer les mots codés.

Exercice 24

Un code cyclique utilise la matrice H définie ci-dessous :

Cette matrice H est l'équivalent de la matrice G et est définie par la relation H.Y = 0 où Y est le vecteur "codé" comportant les bits utiles et les bits de contrôle ; la matrice H est toujours de la forme (h, 1) et possède r lignes (r étant le nombre de bits de contrôle). Quel est l'algorithme de codage ?

Exercice 25

Un code utilise le polynôme générateur x² + x + 1. Quel est l'encodage du message 11011 ?

Exercice 26

On considère le code ci-dessous

Ce code permet-il

1) de détecter toutes les erreurs doubles ?
2) de corriger toutes les erreurs simples ?

Exercice 27

Un message de longueur 11 bits est encodé avec 4 bits de contrôle par un code polynômial basé sur l'utilisation du polynôme générateur 
H(z) = z⁴ + z³ + 1.

1) Déterminer l'algorithme de calcul des bits de contrôle.

2) Soit le mot utile suivant : M = 10011011100 ; encoder ce mot.

Exercice 28

Dans le cas d'un codage polynômial, on peut automatiser le calcul des bits de contrôle avec un circuit intégré basé sur un registre à décalage et des portes XOR. L'architecture d'un tel circuit est décrite par le schéma ci-dessous.

pour un polynôme générateur du type H(z) = 1 + a₁z + a₂z² +......+a_n-1z^n-1 + zⁿ. Les bits à encoder sont envoyé un par un à l'entrée du registre ç décalage, suivis de n zéros. Ce qui reste dans le registre à décalage après cette opération est le champ de contrôle.

1) Imaginer la structure du circuit d'encodage pour le cas de l'exercice 6.

2) Appliquer le circuit au mot utile : M = 10011011100 et en déduire le champ de contrôle.

Exercice 29

Exercice 30

Exercice 31

Exercice 32

Dans les trames normalisées E1, on utilise le code Bipolar AMI qui consiste à coder un 0 par une absence de tension électrique et un 1 par une tension alternativement positive et négative.

1)              Quelle est la suite binaire codée de la figure ci-dessous ?

2)              Sachant qu'une trame E1 correspond à un débit de 2 Mbits/s, quelle est la durée d'un moment élémentaire (durée d'un signal numérique) ?  

Exercice 33

On utilise dans la transmission de trames d'un émetteur A vers un récepteur B un protocole défini de la manière suivante.

a) l'émetteur envoie successivement trois trames puis attend leur acquittement de la part de B.
b) quand cet acquittement arrive, l'émetteur envoie les trois trames suivantes et attend un nouvel acquittement.
c) les trames sont composées de 1024 bits dont 80 bits de service
d) les acquittements sont composés de 64 bits
e) le débit de la voie est de 2 Mbits/s et la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques est de 3.10⁸ m/s sur la voie de 10 km reliant A et B.

1) Quelle est la durée nécessaire à l'expédition confirmée d'une trame ?

2) Quel est le taux d'occupation de la voie ?  

3) Un message de 1 Mo est envoyé de A vers B par utilisation du protocole précédent. Quelle est la durée totale de la transmission de ce message ?

Exercice 34

Deux machines A et B sont reliées par un réseau utilisant le protocole de liaison HDLC. La machine A reçoit de la machine B une trame correcte portant les numéros N(R)=5, N(S)=4. La machine A, à son tour, envoie à la machine B une trame comportant les numéros N(S) et N(R).  Quelle sont les valeurs de N(S) et N(R) ?

Exercice 35

On désire transporter du son numérique sur une voie de transmission. La largeur de bande de la voix humaine est supposée bornée supérieurement à  4000 Hz.  En appliquant le théorème de l’échantillonnage, le son est numérisé à 8000 Hz et codé sur 8 bits.

Quel doit être le débit de la ligne utilisée ?  

Exercice 36

La trame MIC permet de multiplexer plusieurs voies à 64 Kbits/s.

a) Sachant que la trame MIC correspond à un débit de 2 Mbits/s, combien de voies peuvent-elles ainsi être multiplexées dans une trame MIC ?

b) Une application particulière, comme la visioconférence, nécessite un débit de 192 Kbits/s. Indiquer comment, avec une trame MIC, il est possible d’atteindre ce débit.  

Exercice 37

On imagine un protocole de transmission obéissant aux règles suivantes :

• le débit est D
• à la suite de l’envoi d’une trame par la station A, un acquittement est renvoyé à A par la station B destinataire de la trame. On considérera que cet acquittement peut être réduit à 1 bit.
• la longueur L de la trame est fixe

On désigne par d la distance entre les stations A et B et par v la vitesse de propagation d’un signal (correspondant ici à un bit) dans la voie reliant A et B.

a) Exprimer le temps total de transmission d’une trame T (depuis l’émission du premier bit jusqu’à la réception de l’acquittement) en fonction de L, D, d, v.

b) En déduire en fonction du rapport a = t_p/t_e le taux d’occupation q de la voie (rapport du temps d’émission t_e d’une trame sur le temps total de transmission T) ; t_p désigne le temps de propagation d’un bit entre A et B.

c) Application numérique : Calculer q pour L=1024 bits ; D = 64 Kbits/s ; d = 1000 m ; v = 2.10⁸ m/s

d) Application numérique : Calculer q pour L = 53 octets ; D = 155 Mbits/s ; d = 1000 m ; v = 2.10⁸ m/s  (situation présentant des analogies avec l’ATM).

e) A partir des résultats des deux applications numériques précédentes, quelles conclusions pouvez-vous en tirer ?

Exercice 38

On envisage plusieurs types de codage pour transmettre des données binaires par des signaux numériques. Les principaux codes sont définis par le tableau ci-dessous :

1) Représenter la suite binaire 01001100011 dans les codes NRZL, NRZI, Bipolar AMI, Pseudoternaire, Manchester, Differential Manchester.

2) Représenter la suite 1100000000110000010 par les codes Bipolar AMI, B8ZS, HDB3 :

Exercice 39

Les réseaux locaux rapides utilisent des codages spécifiques. C'est le cas du codage 4B/5B utilisé dans 100BaseX et FDDi sur fibre optique : Chaque suite de 4 bits est codée sur 5 bits suivant le schéma suivant :

Déterminer quel est le codage en signaux utilisé et compléter le tableau ci-dessus.

Exercice 40

1) Dans le cadre de l'échantillonnage de données analogiques, on peut utiliser le codage ordinaire PCM (Pulse Code Modulation) qui consiste à coder sur n bits chaque valeur mesurée de la donnée (avec approximation de quantification : on va au plus près par exemple).

Soit la donnée analogique suivante que l'on désire coder sur 4 bits (les lignes verticales indiquent les instants d'échantillonnage). En déduire le fichier binaire correspondant.

2) On peut aussi utiliser la méthode de codage appelée Modulation Delta. Cette méthode consiste à monter d'un pas de quantification à chaque échantillonnage, vers le haut si on est au-dessous de la courbe analogique, vers le bas si on est au-dessus de la courbe analogique. Le codage résultant est binaire : transition si on change de sens, pas de transition si le sens ne change pas.  Le schéma ci-dessous indique le début de codage. Compléter le codage et donner le fichier binaire résultant.

Exercice 41

1) On considère une ligne half-duplex entre deux stations S₁ et S₂ fonctionnant suivant le mode Stop and Wait :

S1 envoie une trame f₁ et attend ; S₂ à la réception de f₁ envoie un acquittement ; S₁ reçoit l'acquittement
S1 envoie une trame f₂ et attend ; S₂ à la réception de f₂ envoie un acquittement : S₁ reçoit l'acquittement
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
S1 envoie une trame f_n et attend ; S₂ à la réception de f_n  envoie un acquittement : S₁ reçoit l'acquittement

a) Exprimer le temps total d'expédition d'une trame depuis l'envoi du premier bit jusqu'à la réception du dernier bit de l'acquittement. On utilisera les durées suivantes :

t_prop : temps de propagation d'un bit entre S1 et S₂
t_frame : temps d'émission d'une trame
t_proc : temps de traitement de données reçues
t_ack : temps d'émission d'un acquittement

On considère que t_proc est négligeable devant les autres durées et que la taille d'un acquittement est négligeable devant la taille d'une trame de données. En déduire une approximation de la durée d'expédition de n trames.

On pose a =  t_prop/ t_frame       Exprimer le taux d'occupation de la ligne  q  en fonction de a.

Si D est le débit binaire de la ligne, d, la distance entre les stations, v la vitesse de propagation des ondes sur la ligne, L la longueur d'une trame en bits, exprimer a en fonction des grandeurs précédentes.

b) On suppose que  t_frame  = 1s, d'où   t_prop  = a.

Suivant que a<1 ou a>1, indiquer ce qui se passe aux instants t = 0, 1, a, 1+a, 1+2a.

c) On considère 3 types de liaisons :

c1) liaison véhiculant des cellules ATM (53 octets)  ; débit 155,52 Mbits/s ; fibre optique. Calculer a pour une distance de 1000 km et  q  . Conclusion.
c2) liaison de réseau LAN ; trames de 1000 bits ; débit 10 Mbits/s ; v= 2.10⁸ m/s dans les conducteurs de cuivre. Calculer a pour une distance de 1 km, puis  q     . Conclusion.
c3) liaison téléphonique à 28,8 Kbits ; trames de 1000 bits ; Calculer a pour une distance de 1000 m et de 5000 km. Calculer  q   . Conclusion.

2) On envisage une méthode de fenêtre glissante. On considère que la largeur vde la fenêtre est N (N = 2ⁿ - 1 où n est le nombre de bits servant au codage du numéro de trame). Supposons que  t_frame = 1

Etudier ce qui se passe aux instants t = 0, a, a+1, 2a + 1. On envisagera les deux cas N > 2a+1 et N < 2a + 1
En déduire l'expression du taux d'occupation q.
Donner la représentation graphique de  q  en fonction de a, pour N=1, N=7, N=127.

3) On envisage un contrôle d'erreur.

a) On désigne par P la probabilité pour qu'une trame soit erronée et par r le nombre de fois où on transmet la même trame (sans erreurs r=1). Montrer que r = 1/(1-P).
b) Montrer que le taux d'occupation pour la méthode Stop and Wait est, dans le cas d'un contrôle d'erreur donné par  q = (1-P)/(1+2a).
c) On considère la méthode SR-ARQ (Selective Reject-Automatic Repeat Request) : dans une rafale de trame, seule la trame erronée est retransmise. Déterminer l'expression de q.
d) On considère la méthode GBN-ARQ (Go Back - Automatic Repeat Request) : dans une rafale de trames, on retransmet toutes les trames à partir de la trame erronée. Si K est le nombre de trames à retransmettre, donner l'expression de r en fonction de P et K (r est le nombre moyen de trames transmises pour transmettre avec succès une trame de la séquence). En considérant les deux cas N > 2a + 1 et N< 2a + 1, quelle est la valeur de K ? En déduire l'expression de q .

Solution de l'Exercice 1

1) Volume V = 33 750 000 bits ; le débit D est D = 33,75 Mbits/s.

2) Appliquons la relation C = 2W log₂(1 + S/B)^1/2 . Toutefois, il faut faire attention que dans cette relation S/B est exprimée en rapport de puissances et non en décibels. On écrira donc de préférence

C = 2W log₂(1 + P_S/P_B)^1/2

P_S/P_B = exp [(Ln(10)/10).S/B] = 3162 d'où C = (9/2).(Ln(3163)/Ln(2)) = 52 Mbits/s.

A noter que avec S/B = 30 dB, on aurait C = 44,8 Mbits/s et que avec S/B = 20 dB, on aurait C = 29,96 Mbits/s.

Solution de l'Exercice 2

1) Le développement en série de Fourier est

et comme le signal est pair, on n'a pas de termes en sinus.

Les coefficients sont

Cette dernière relation peut encore s'écrire

2) Il ne reste que

On constatera qu'il ne reste que peu de choses à l'arrivée !

Solution de l'Exercice 3

En reprenant les considération de l'exercice 3, on obtient C = 475,5 bits/s.

Solution de l'Exercice 4

1) Puisqu'un signal transporte 4 bits, la rapidité de modulation est R = D/4 = 1200 bauds.

La rapidité de modulation maximale est R_max = kW avec k = 1,25. Donc R < 1,25 W et par suite

W > R/1,25 soit W_min = 2400/1,25 = 1920 Hz.

2) Dans ce cas un signal transporte 8 bits, donc W_min = 1200/1,25 = 960 Hz.

Solution de l'Exercice 5

En reprenant les considérations de l'exercice 3, on a 1 + P_S/P_B = exp [C.Ln(2)/W] = 101, d'où P_S/P_B =100.

En décibels, S/B = 10 log₁₀(P_S/P_B) = 20 dB.

Solution de l'Exercice 6

Solution de l'Exercice 7

Solution de l'Exercice 8

Solution de l'Exercice 9

Solution de l'Exercice 10

C=19,93.10⁶ bits/s.

On emploie la relation C = Wlog₂(1+(S/B)_W) et la relation (S/B)_dB = 10log₁₀((S/B)_W) qui convertit le rapport des puissances en Watts S/B en son équivalent en décibels.

Solution de l'Exercice 11

Solution de l'Exercice 12

Le débit effectif est d = 4000x12000/3600 = 13 333,333 et le taux d'occupation est le rapport q = d/D = 0,20

Solution de l'Exercice 13

Solution de l'Exercice 14

1) Appliquons la formule de l'énoncé pour trouver le nombre de niveaux :

n = (S/B +a)/6 = 5 environ. La puissance de 2 la plus proche est 4. On prendra donc 4 niveaux, ce qui signifie un codage de chaque échantillon sur 2 bits.

2) A la fréquence de 7 KHz, on a 7000 échantillons par seconde, soit 14 000 bits par seconde qui est donc le débit nécessité.

Solution de l'Exercice 15

En redéfinissant l'échelle verticale par des graduations allant de 0 à 7 (8 niveaux), on obtient la "hauteur" de chacun des échantillons (en allant au plus près) :

1  2  3  3  2  2  3  6  6  6   3  1  1  1  4  5  6  6  6  5  2   1  1  2

soit après codage

00101001101101001001111011011001101001001100101110110110101010001001010

Solution de l'Exercice 16

Sachant que l'on a 4 canaux à définir sur la plage 400-3100 Hz, on peut découper celle-ci de la manière suivante :

Les quatre trains d'information sont affectés chacun à un canal ; un adaptateur (homothétie en fréquence) est nécessaire au départ comme à l'arrivée ; le multiplexeur mélange les fréquences ; le démultiplexeur, à l'aide de filtres permet la séparation de quatre trains.

Solution de l'Exercice 17

Les trois messages M1, M2, M3 correspondent respectivement à 3, 10, 4 paquets. Le multiplexage correspond à l'intercalage des paquets:

Le débit par message est le débit nominal divisé par trois, soit 1600 bits/s.

Solution de l'Exercice 18

1) Soit d la durée d'émission d'un bit. Alors D = 1/d. Un caractère correspond à 10 bits, soit une durée d'émission de 10d.

Le débit utile est alors U = 8/10d = 0,8 D en supposant que les caractères sont envoyés les uns derrière les autres.

2) Une trame compte 192 bits dont 128 utiles. Le débit utile est donc U = 128/192d = 0,66 D

3) Une trame compte 1088 bits dont 1024 utiles. Le débit utile est donc U = 1024/1088d = 0,94 D

Solution de l'Exercice 19

Le débit sera trois fois plus faible puisque un paquet sur trois appartient au même message.

Solution de l'Exercice 20

Les bons sigles sont RZ et NRZ

Solution de l'Exercice 21

1 minute = 60 secondes . Par seconde, on effectue 22 000 mesures codées chacune sur 8 bits.

On a donc un volume de 60 x 22 000 x 8 = 10 560 000.

Solution de l'Exercice 22

On obtient donc : Q(x) = x⁴ + x² + x   et     R(x) = x² + x + 1.

NB: ne pas perdre de vue qu'en addition modulo 2, 1+1 = 1-1 = 0.

Solution de l'Exercice 23

Il y a 3 bits utiles et 1 bit de contrôle, soit 4 bits pour un mot du code. La relation Y~=X~G permet de déterminer l'algorithme de calcul du bit de contrôle :

Donc on aura le codage suivant :

Solution de l'Exercice 24

H possède r=3 lignes et n=6 colonnes, donc il y a m=6-3=3 bits utiles.

En posant X~=(x₁  x₂  x₃) et Y~=(y₁   y₂  y₃  y₄  y₅  y₆) = (x₁  x₂  x₃  a₁  a₂   a₃) et en calculant HY qui doit être égal à 0, on obtient :

Le tableau ci-dessous donne, avec cet algorithme, le code de tous les mots utiles :

Solution de l'Exercice 25

H(z)=z²+z+1 : le degré de ce polynôme est 2, donc il y a 2 bits de contrôle. Par ailleurs le mot utile proposé comporte 5 bits, donc le code porte sur des mots utiles de m=5 bits. On en déduit le nombre de bits des mots codés : n=7.

Ainsi le mot 11011 est codé 1101100.

Solution de l'Exercice 26

Pour le code fourni, la distance minimale de Hamming est d_min=3.

• détection de p=2 erreurs : d'après la règle 1, on a d_min>p, soit 3>2, donc cette détection est possible.
• correction de q=1 erreur : d'après la règle 2, on a d_min>2q, soit 3>2, donc cette correction est possible.

On peut le vérifier sur le code fourni : Dans la colonne des mots codés, les colonnes de bits 2 et 3 redonnent les bits utiles, la colonne de bits 1 est l'inverse de la colonne de bits 2 ; de même la colonne de bits 5 est l'inverse de la colonne de bits 3 ; enfin la règle de parité impaire est appliquée aux colonnes de bits 1,4,5. On a donc trois bits de contrôle (a₁ pour la colonne 1, a₂ pour la colonne 4, a₃ pour la colonne 5) :

a₁ = x₁+1    a₂ = a₁ + a₃ + 1    a₃ = x₂ + 1

où x₁ et x₂ désigne les bits du mot non codé.

Ainsi Soit le mot 01 qui est codé en 10100. Supposons que dans la transmission se produise une erreur et que le mot reçu soit 00100. Avec les règles ci-dessus, il est clair que l'on peut détecter et corriger cette erreur simple.

De même si 2 erreurs se produisent, par exemple 10100 est transformé en 00000, on détecte facilement l'erreur double en utilisant a₁ et a_3.

Solution de l'Exercice 27

1) Le mot utile étant (x₁₀, x₉, x₈, x₇, x₆, x₅, x₄, x₃, x₂, x₁, x₀) , le mot à encoder sera de la forme (x₁₀, x₉, x₈, x₇, x₆, x₅, x₄, x₃, x₂, x₁, x₀, a₃, a₂, a₁, a₀).
En utilisant la relation Y(z) = Q(z)H(z)+R(z), on obtient :

a₃ = x₀ + x₁ + x₂ + x₄ + x₆ + x₇ + x₁₀
a₂ = x₂ + x₃ + x₄ + x₅ + x₇ + x₉ + x₁₀
a₁ = x₁ + x₂ + x₃ + x₄ + x₆ + x₈ + x₉
a₀ = x₀ + x₁ + x₂ + x₃ + x₅ + x₇ + x₈

2) Le mot encodé sera 100110111001101

Solution de l'Exercice 28

1) Le circuit est le suivant :

2) La suite de décalages est indiquée ci-dessous : le champ de contrôle est 1101.

Solution de l'Exercice 29

La distance de Hamming est le nombre de bits de même rang qui diffèrent. Soit ici 2.

Solution de l'exercice 30

d'où a₁=x₂+x₃ a₂=x₁+x₃ a₃=x₁+x₂

_{On obtient donc 101101.}

Solution de l'Exercice 31

Solution de l'Exercice 32

1)

2) Un signal transporte un bit. La rapidité de modulation R et le débit D ont la même valeur . Comme R = 1/D , on a

Solution de l'Exercice 33

1) T = 3t_e + 2t_p + t_ack    avec t_e = 1024/(2.10⁶) = 0,5. 10^-3 s ; t_p = 10⁴/(3.10⁸) = 0,033.10^-3 s ; t_ack = 64/(2.10⁶) = 0,032. 10^-3 s

2) q = 3t_e / T

3) nombre de trames = (8.10⁶)/(1024 - 80) = 8475 trames ce qui nécessite 2825 rafales, donc 4514 s = 75 min = 1,25 h

Solution de l'Exercice 34

Solution de l'Exercice 35

Par seconde, on a 8000 mesures du signal et chaque mesure est codée sur 8 bits ; il faut donc un débit de 8 x 8000 = 64 000 bits/s

Solution de l'exercice 36

a) Le nombre de voies (appelées IT) est 2 Mbits/s /64 Kbits/s = 32 voies ( en fait 2 sont utilisées pour la gestion de la liaison)

b) Il suffit de prendre 3 canaux (3 IT) de la trame MIC.

Solution de l'Exercice 37

a) En se basant sur le dessin, on voit que T = t_e + 2t_p.

t_e = L/D  et t_p = d/v   d'où T = L/D + 2d/v

b) q = t_e/T = t_e/(t_e + 2t_p) = 1/(1 + 2a)    avec a = dD/Lv

c) a = 10³ x 64 x 1024 / (1024 x 2 x 10⁸) = 32 x 10^-5        On en déduit que pratiquement,  q = 1

d) a = 10³ x 155 x 10⁶ / (53 x 2 x 10⁸) = 14,6       On en déduit   q = 0,03

e) Pour des débits moyens, le protocole fonctionne bien ; pour des débits élevés, le protocole est quasi inutilisable.

Solution de l'exercice 38

1)

2) 

Solution de l'exercice 39

On vérifie aisément que le codage utilisé est NRZI.

Solution de l'exercice 40

1) Après échantillonnage et quantification, on obtient une série de mesures :

d'où le codage de la donnée analogique (chaque mesure sur 4 bits) :

0111 1010 1100 1101 1110 1110 1110 1110 
1101 1011 1001 0111 0110 0110 0101 0101 
0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 
0100 0100 0101 0101 0110

2) 

Le codage est donc :

0111111100000000001010101101

Solution de l'exercice 41

1a)

En se basant sur le schéma ci-contre, on en déduit très aisément :  T =  tprop+ tframe + tproc + tprop + tack + tproc On peut négliger tous les termes de la somme précédente sauf tframe  et  tprop  d'où :  Tn = n T = n( 2tprop + tframe ) q = 1/(2a+1) tprop = d/v           tframe = L/D    d'où a = (dD)/(vL)

1b)

1c1)

t_frame = (8 x 53)/(155,52 x 10⁶) = 2,7 microsecondes. Pour la fibre optique v = 3.10⁸ m/s et   t_prop= 0,33 x 10^-2 s. a = 1200 et  q = 0,0004 (désastreux).

1c2) t_frame = (1000/10⁷) = 10^-4 s.  t_prop= 1000/(2.10⁸) =0,5x10^-5 s.  a = 0,05  et  q = 0,9 (très satisfaisant)

1c3)         d= 1000 m        a = 1,44 x 10^-4       q = 1   (très bon)
            d = 5000 km     a = 0,72                q = 0,4 (efficacité moyenne)

2)

Dans le cas où N > 2a+1, la ligne est toujours occupée donc  q = 1
Dans le cas où N < 2a+1, la durée d'émission est N pendant le temps 2a+1, donc  q = N/(2a+1)

3a) 

Imaginons que l'on effectue k tentatives pour transmettre une trame : les k-1 premières sont erronées et la dernière est bonne ; la probabilité de cette situation est donc p_k = P^k-1(1-P). Le nombre moyen r est donc :

3b) 

Le facteur 1+2a qui représente le temps d'expédition d'une trame est à remplacer par r(1+2a), puisqu'on effectue r tentatives. Donc, le taux d'occupation est :

                                               q = (1-P)/(1+2a)

3c) 

La méthode est la même ; il faut remplacer  q   par     q/r d'où 

 q = 1 - P pour N > 2a+1

 q = N(1-P)/(1+2a) pour N<2a+1

3d) Pour chaque erreur, il faut retransmettre K trames.  Dans le cas de k tentatives, on a une transmission de trame puis k-1 fois la transmission de K trames ; donc en définitive, pour k tentatives, le nombre de trames à transmettre est  1 + (k-1)K (au lieu de k dans le cas précédent). La valeur moyenne de r est donc :

En se basant sur la question 2, on considérera que l'on a K = 2a+1 pour N>2a+1 et K=N pour N<2a+1.

Donc, on a             q =(1-P)/(1+2aP) pour N>2a+1

  q = N(1-P)/((1+2a)(1-P+NP))

A noter que les méthodes Stop & Wait, GBN-ARQ N=1 et SR-ARQ N=1 donnent le même résultat.

QCM

1) Un signal analogique est représenté par une grandeur physique

2) Un signal numérique est représenté par une grandeur physique

3) Une grandeur sinusoïdale est caractérisée par une amplitude, une fréquence et

4) Une voie de transmission élémentaire est un quadripôle contenant une résistance et

5) L'affaiblissement d'une ligne se mesure en

6) Si l'affaiblissement est de 20 db, le rapport |Ve/Vs| des ondes sinusoïdales d'entrée et de sortie est de

7) La décomposition en série de Fourier d'un signal conduit à une superposition de signaux sinusoïdaux de fréquences f, 3f, 5f, 7f, .... Sachant que la bande passante est [5f, 15f], combien de signaux sinusoïdaux élémentaires seront détectés à l'arrivée ?

8) La ligne téléphonique pour le transport de la voix possède une largeur de bande de l'ordre de

9) Une voie de transmission véhicule 16 types de signaux distincts ; sa rapidité de modulation est R = 1200 bauds. Quel est le débit binaire de cette ligne ?

10) Une voie de transmission véhicule 8 types de signaux distincts. Quelle est la quantité d'information binaire transportée par chaque signal ?

11) Le rapport signal sur bruit d'une voie de transmission est de 20 dB ; sa largeur de bande est de 3100 Hz. Quelle est, environ, la capacité théorique de cette voie ?

12) Sur une voie de transmission, on constate que le nombre de communications par heure est 2 et que chaque communication a une durée moyenne de 3600 secondes. Quel est le trafic correspondant ?

13) Sachant que, pour une voie de transmission, le nombre de transactions par communication est de 4200, la longueur moyenne d'une transaction est de 1200 bits, la durée moyenne d'une communication est de 3600secondes, le débit binaire est de 64 Kb/s, donner le taux d'occupation de la voie.

14) Avec le code ASCII simple, on peut représenter

15) Une transaction série entre deux ordinateurs nécessite

16) En transmission asynchrone, il s'écoule entre deux transmissions d'information

17) L'un des codes suivants est un code utilisé en transmission en bande de base

18) Pour transformer un signal numérique en un signal analogique, il faut utiliser

19) ETCD signifie

20) Dans ETTD, le dernier D signifie

21) Pour numériser un son analogique, on effectue un échantillonnage, puis

22) Lorsqu'on partage une voie de transmission entre plusieurs communications de messages de manière à partager la bande passante entre les diverses communications, on effectue

23) Pour effectuer un multiplexage temporel, il faut

24) Les erreurs les plus fréquentes observées dans une transmission de message sont

25) La distance de Hamming entre m1 = (10101010) et m2 = (10111110) est

26) Pour détecter 3 erreurs il faut que la distance de Hamming minimale soit

27) Pour corriger des erreurs jusqu'à l'ordre 2, il faut que la distance de Hamming minimale soit :

28) Pour corriger des erreurs jusqu'à l'ordre 1 et détecter des erreurs jusqu'à l'ordre 2, il faut que la distance de Hamming minimale soit

29) Soit un code linéaire (6,3) dont la matrice est

Quelle est l'information codée correspondant à l'information utile 111 ?

30) Soit le polynôme générateur x³ + x + 1 du code (7,4). Donner le codage de l'information utile 1111.

31) Dans la procédure HDLC, un fanion a pour code

32) Dans HDLC, une demande de connexion s'effectue avec

33) Dans la procédure HDLC, le champ de détection d'erreur s'appelle

34) Dans la procédure HDLC, le polynôme générateur est

35) Dans la procédure HDLC, une trame I comporte deux numéros, le numéro de trame et

36) Dans la procédure HDLC, si on émet une trame I de numéros N(S) = 3 et N(R) = 2, la trame reçue de numéro 1 est- elle acquittée ?

37) Dans la procédure HDLC, si on émet une trame de numéros N(S) = 3 et N(R) = 2, quel est le numéro de la prochaine trame attendue ?

38) Dans la technique du datagramme, les paquets

39) Dans la méthode du circuit virtuel