Application des Turbo Codes en blocs pour les réseaux locaux sans fil à haut débit

Application of Block Turbo Codes for High Data Rate Wireless Local Area Networks

• Auteur / Autrice : Nadine Chapalain-Le Floc'h
• Direction : Ramesh Pyndiah
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Codage

Turbo-codes

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans le cadre général des communications numériques et comporte deux parties. La première partie est consacrée à l'évaluation et l'analyse des performances des turbo codes en blocs (BTC) dans l'environnement radio-mobile HIPERLAN/2 (HIgh PERformance Local Area Network type 2). Dans cette partie, deux algorithmes à entrées e t sorties pondérées sont étudiés, l'algorithme sous-optimal de Chase-Pyndiah de complexité raisonnable qui minimise la probabilité d'erreur par mot du code élémentaire et l'algorithme optimal de Nazarov qui minimise la probabilité d'erreur symbole à symbole mais dont la complexité est nettement plus élevée. Cette étude montre que pour une transmission sur un canal aux atténuations fortement corrélées de type HIPERLAN/2, la répartition de la corrélation en entrée du turbo décodeur a une grande influence sur les performances et qu'un entrelaceur doit être défini de manière à répartir les échantillons corrélés uniformément dans la matrice du code. La deuxième partie présente l'étude et l'optimisation de la mise en ouvre de l'algorithme de turbo décodage de Chase-Pyndiah sur le DSP TMS320C6201 (1600 Mips à 200MHz) à virgule fixe de Texas Instrument. Cette dernière partie vise à démontrer la faisabilité de la mise en couvre des turbo codes en blocs sur DSP, et ceci pour des débits de plus en plus élevés. Cette mise en rouvre a été réalisée en langage C pour permettre une portabilité du code pour d'autres applications et sur d'autres DSP. La mise en couvre permet d'atteindre un débit utile de 394 Kb/s pour un turbo décodage du BTC(1024, 676) avec 4 itérations.

This thesis deals with digital wireless communication and is divided in two parts. In the first part, the performance of block turbo codes (BTC) is evaluated and analysed in the HIPERLAN/2 (HIgh PERformance Local Area Network type 2) radio mobile environment. In this part, two soft-input soft-output decoding algorithms are studied, the sub-optimal Chase-Pyndiah algorithm of reasonable complexity that minimises the elementary code word error probability, and the optimal Nazarov algorithm that minimises the symbol error probability but is much more complex. This work shows that for channels with highly correlated atténuation (i. E. HIPERLAN/2 type channels), the distribution of the corrélation at the input of the turbo decoder has a big impact on the performance and that an interleaver should be defined in order to spread uniformly the correlated samples in the code matrix. The second part focuses on the study and optimisation of the implementation of the Chase-Pyndiah turbo decoding algorithm on the fixed point DSP TMS320C6201 (1600 Mips à 200MHz) provided by Texas Instrument. This work intends to demonstrate the feasibility of the implementation of block turbo codes on DSP while providing increasing data rates. The algorithm was implemented in C language in order to enable the code portability for other applications and on other DSP. With this implementation, a data rate of 394 Kb/s can be reached for the turbo decoding of the BTC(1024, 676) with 4 itérations.