Le terme liaison radio est utilisé en télécommunication afin de désigner la réalisation de liens entre des points fixes grâce à des micro-ondes ou radiofréquences. La communication radio s’appuie sur une infrastructure de télécommunications bien spécifique qui permet de faire des transmissions de données ou informations de tout genre à des distances très éloignées ou parfois inaccessibles. Dans cet article, nous vous disons tout ce qu’il y a à savoir à propos de ce moyen de communication et de la liaison radio.

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Qu’est-ce que le signal radio ?

Par définition, le signal radio est une onde électromagnétique qui se déplace dans l’espace libre ou peu opaque, à la vitesse de la lumière. Elle sert à transporter des données ou informations quand est bien codée. Cette technologie fut découverte par James Clerk Maxwell et mise en pratique par Heinrich Hertz et Edouard Branly qui ont découvert les procédés de sa détection. Hertz a créé l’émetteur tandis que Branly a créé le récepteur. Le troisième élément qu’est l’antenne, fut réalisé par Popov. Après avoir réuni toutes les pièces du puzzle, Marconi effectua la première communication radio de l’histoire de l’humanité. Mais bien avant, grâce à Branly, les communications se faisaient en morse sur le mode transmission/non transmission.

Le principe d’une liaison radio

Un émetteur et un récepteur sont nécessaires à l’établissement d’une communication radio. Le principe de liaison se fait comme suit. Dans un premier temps, après avoir reçu un signal électrique, l’émetteur le transforme en signal électromagnétique qui est ensuite conduit vers une antenne. Cette dernière émet dans la nature, le signal reçu qui sera capté par une ou d’autres antennes. Ce mode de transmission est fondamentalement différent de la transmission filaire. En effet, dans le cas de la transmission filaire, le signal n’est reçu que par le récepteur placé à l’autre bout du fil. Avec la radio, le signal est émis partout donnant à tout le monde, la possibilité de le capter. Notons que l’antenne réceptrice transmet le signal qu’elle a reçu vers un récepteur duquel sera extrait un signal électrique parfaitement identique à celui qui avait été introduit dans l’émetteur.

Les perturbations dans la liaison radio

Il y a cependant certaines contraintes. D’abord du fait de la longue distance entre l’émetteur et le récepteur, le signal émis s’atténue. Dès lors il est nécessaire de disposer d’un amplificateur côté récepteur afin d’amplifier l’onde électromagnétique reçue par l’antenne et qui est très faible. En outre, des éléments perturbateurs dont d’autres émetteurs radio, des appareils qui émettent des ondes électromagnétiques, peuvent perturber et altérer le signal émis par un émetteur et qui devrait être reçu par un récepteur. Des obstacles physiques notamment les montagnes, les forêts, des bâtiments, des parois métalliques, peuvent nuire à la propagation de l’onde électromagnétique. Bien d’autres obstacles s’opposent à la propagation de l’onde radio. Aussi l’on veille à installer les antennes à des altitudes assez élevées car plus haute est l’antenne, plus grande et plus fluide est la portée du signal.

L’antenne radio

Selon les usages, il existe différentes antennes. La diffusion d’une antenne se fait selon un graphe de rayonnement en 3 dimensions. L’antenne présente un ou plusieurs lobes de rayonnement dans le plan vertical et dans le plan horizontal. Les antennes sont généralement installées sur des points en grande altitude notamment sur le toit d’un immeuble, sur un château d’eau, sur un pylône. Afin de réaliser une couverture intégrale et parfaite de la zone ciblée, il est nécessaire de choisir l’emplacement de l’antenne de façon judicieuse. Il ne faut jamais positionner une antenne de façon droite. Il faut toujours l’incliner selon un angle appelé tilt de l’antenne et qui est choisi en fonction du graphe de rayonnement. Ainsi, des points situés au sol pourront être touchés par le signal. Il existe généralement deux catégories d’antennes :

  • Antennes omnidirectionnelles : elles diffusent dans tous les sens de la même façon. Elles se rapprochent autant que possible des antennes omnidirectionnelles appelées « isotropes » qui en réalité n’existent pas. On utilise les antennes omnidirectionnelles pour les réseaux radio et les services de radiodiffusion.
  • Antennes directionnelles : elles présentent un lobe frontal plus ou moins étroit et sont utilisées pour les liaisons hertziennes mais également pour couvrir les routes, les voies ferrées et les vallées.

Le traitement du signal radio

La modulation

Nous voulons transmettre une onde audio musique ou parole. Elle se présente électriquement sous la forme d’un signal alternatif dans lequel la puissance du son représente l’amplitude tandis que l’aspect grave ou aigu de l’onde audio représente la fréquence. Pour la transmission, on peut procéder par la technique de bande basse afin de transmettre le signal comme tel. Mais cela exigera une antenne longue de plusieurs centaines de kilomètres. En plus nous n’émettrions pas très loin. Alors, nous allons émettre sur un signal haute fréquence sinusoïdale appelée porteuse. Mais cette dernière doit être modifiée afin de transmettre le signal audio à émettre. Autrement, on n’entendra rien. On parle alors de modulation de fréquence. Il existe également d’autres formes de modulations dont la modulation d’amplitude, la modulation de phase et bien d’autres apparues grâce aux nouvelles technologies.

La numérisation

De nos jours, plusieurs transmissions portent sur des signaux binaires constitués de « 0 » et de « 1 » contrairement aux signaux analogiques. Les signaux radio peuvent être émis sous forme native numérique (binaire) ou sous forme analogique (voix, musique, vidéo, image) qui sera ensuite numérisée. La numérisation de la parole se fait par la méthode d’échantillonnage ou par la méthode de vocodage uniquement utilisée pour coder la parole humaine. La numérisation présente bien des avantages dont :

  • l’utilisation de la modulation de phase et d’autres formes de modulations dérivées qui sont les plus performantes
  • la réduction de la largeur du canal qui ainsi devient moins important contrairement à l’analogique
  • puisque le signal peut être perturbé et altéré par des obstacles, grâce à la numérisation, on peut introduire dans le signal, des codes de correction d’erreur afin de préserver l’intégrité du signal originel.

Les canaux radio

Pour transmettre par exemple de la parole, on utilise les fréquences 20 à 22000 Hz qui sont la limite de perception par l’oreille. Pour une qualité téléphonique, la fréquence est entre 300 et 3300 Hz. Pour une cohabitation harmonieuse de toutes les sources d’émission radio, l’utilisation d’un canal radio se fait selon des règles nationales et internationales. En France, le découpage des spectres et l’allocation des fréquences aux différents utilisateurs sont sous la responsabilité de l’ANFR. Il existe cependant des bandes de fréquences libres qui n’exigent aucune autorisation.

Le réseau mobile peut se faire via le roaming ou la liaison satellite ou la liaison optique.

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