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4.6.5 Décomposition de RICE

L'expression

s(t) = A(t)cos(2$\displaystyle \pi$fct + $\displaystyle \phi$(t)) (4.178)

représente un signal modulé 4.5.

Ce signal peut aussi être écrit sous la forme de deux composantes dont la première est en phase, composante I, et la seconde en quadrature de phase, composante Q:

sI(t) = A(t)cos$\displaystyle \phi$ (4.179)
sQ(t) = A(t)sin$\displaystyle \phi$ (4.180)

telles que

s(t) = A(t)cos(2$\displaystyle \pi$fct + $\displaystyle \phi$(t)) = sI(t)cos(2$\displaystyle \pi$fct) - sQ(t)sin(2$\displaystyle \pi$fct) (4.181)

En d'autres termes, l'amplitude des composantes modulées I/Q dépend du temps, même lorsque l'enveloppe du signal modulé, A(t), est constante comme c'est le cas pour le GSM.

Une autre interprétation permet de traiter les composantes comme deux signaux modulés en amplitude à porteuse supprimée. Pour un signal s(t) à bande limitée, la décomposition de RICE mène à deux composantes en quadrature indépendantes et en bande de base.

4.6.5.1 Décomposition de RICE d'un bruit blanc à bande étroite

Il est intéressant de calculer, à titre d'illustration, la fonction d'autocorrélation de la décomposition de RICE d'un bruit à bande étroite, et de la comparer au résultat précédent.

Soient nI(t) et nQ(t) des processus de bruit indépendants et de densité spectrale $ \gamma$(f )= N0 pour $ \left\vert\vphantom{f}\right.$f$ \left.\vphantom{f}\right\vert$ < $ {\frac{{B}}{{2}}}$, tels qu'ils définissent

n(t) = nI(t)cos(2$\displaystyle \pi$fct) - nQ(t)sin(2$\displaystyle \pi$fct) (4.182)

La fonction d'autocorrélation des processus nI(t) et nQ(t) est la même; elle vaut

$\displaystyle \Gamma_{{N_{I}N_{I}}}^{}$$\displaystyle \left(\vphantom{\tau}\right.$$\displaystyle \tau$$\displaystyle \left.\vphantom{\tau}\right)$ = $\displaystyle \Gamma_{{N_{Q}N_{Q}}}^{}$$\displaystyle \left(\vphantom{\tau}\right.$$\displaystyle \tau$$\displaystyle \left.\vphantom{\tau}\right)$ = BN0$\displaystyle {\frac{{\sin\left(\pi B\tau\right)}}{{\pi B\tau}}}$ (4.183)

Quant à celle de n(t), elle se calcule comme suit
$\displaystyle \Gamma_{{NN}}^{}$$\displaystyle \left(\vphantom{\tau}\right.$$\displaystyle \tau$$\displaystyle \left.\vphantom{\tau}\right)$ = E{n(t)n(t - $\displaystyle \tau$)} (4.184)
  = E{nI(t)nI(t - $\displaystyle \tau$)}cos(2$\displaystyle \pi$fct)cos(2$\displaystyle \pi$fct - 2$\displaystyle \pi$fc$\displaystyle \tau$)  
    + E{nQ(t)nQ(t - $\displaystyle \tau$)}sin(2$\displaystyle \pi$fct)sin(2$\displaystyle \pi$fct - 2$\displaystyle \pi$fc$\displaystyle \tau$)  
    - E{nI(t)nQ(t - $\displaystyle \tau$)}cos(2$\displaystyle \pi$fct)sin(2$\displaystyle \pi$fct - 2$\displaystyle \pi$fc$\displaystyle \tau$)  
    - E{nQ(t)nI(t - $\displaystyle \tau$)}sin(2$\displaystyle \pi$fct)cos(2$\displaystyle \pi$fct - 2$\displaystyle \pi$fc$\displaystyle \tau$) (4.185)
  = BN0$\displaystyle {\frac{{\sin\left(\pi B\tau\right)}}{{\pi B\tau}}}$[cos(2$\displaystyle \pi$fct)cos(2$\displaystyle \pi$fct - 2$\displaystyle \pi$fc$\displaystyle \tau$)  
    +sin(2$\displaystyle \pi$fct)sin(2$\displaystyle \pi$fct - 2$\displaystyle \pi$fc$\displaystyle \tau$)] (4.186)
  = BN0$\displaystyle {\frac{{\sin\left(\pi B\tau\right)}}{{\pi B\tau}}}$cos(2$\displaystyle \pi$fc$\displaystyle \tau$) (4.187)

Cette dernière expression correspond bien à la fonction d'autocorrélation d'un bruit blanc à bande étroite. Remarquons également que chaque composante en bande de base contient autant de puissance que la décomposition de RICE de n(t). En effet,

$\displaystyle \Gamma_{{NN}}^{}$$\displaystyle \left(\vphantom{0}\right.$ 0$\displaystyle \left.\vphantom{0}\right)$ = BN0 (4.188)

Propriété 65   Les composantes nI(t) et nQ(t) d'un bruit blanc à bande étroite n(t) sont de moyenne nulle.

Propriété 66   Si le bruit n(t) à bande étroite est gaussien, ses composantes nI(t) et nQ(t) sont conjointement gaussiennes.



Notes

...4.5
Pour l'étude des modulations numériques, il est courant de définir s(t) = $ \sqrt{{\frac{E_{b}}{T_{b}}}}$a(t)cos(2$ \pi$fct + $ \phi$(t))Eb et Tb désignent respectivement l'énergie transmise par bit et la durée d'un bit.

Marc Van Droogenbroeck. Tous droits réservés.
2005-03-11