Thèse soutenue

Turbocodes et modulations à grande efficacité spectrale

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Auteur / Autrice : Laura Conde Canencia
Direction : Alain Glavieux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électronique
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Brest

Résumé

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Cette thèse s'inscrit dans un contexte d'étude de systèmes de communications numériques à la fois limités en spectre et en puissance. L'effort de maximisation de l'efficacité spectrale des transmissions passe alors par l'association de codes correcteurs d'erreurs performants à haut rendement avec des modulations d'ordre élevé. Parmi les codes correcteurs d'erreurs les plus performants, les turbocodes dits duo-binaires présentent des performances de correction supérieures à celles des turbocodes classiques, aussi bien pour les taux d'erreurs élevés que faibles. D'autre part, les modulations turbocodées pragmatiques, associant un turbocode standard avec un codage de Gray des points de la constellation, constituent un schéma à la fois flexible et performant. Une première partie de l'étude est consacrée aux performances des modulations turbocodées pragmatiques à base de codes duo-binaires pour la transmission de blocs courts, aussi bien sur canal gaussien que sur canal à évanouissements de type Rayleigh. La simulation de différentes stratégies de construction des symboles a permis de constater qu'une meilleure convergence du processus itératif est obtenue lorsque les bits systématiques sont affectés aux places binaires les mieux protégées par la modulation. En revanche, pour atteindre les meilleurs gains asymptotiques, la protection des bits de parité est à privilégier. La seconde partie de la thèse est consacrée à l'estimation de la performance à très faible taux d'erreurs des modulations turbocodées. Le point de départ de cette étude est la méthode dite de l'impulsion d'erreur, qui fournit une estimation de la distance minimale du turbocode et de sa multiplicité. Il s'agit d'une méthode basée sur l'aptitude du décodeur à corriger les erreurs de type impulsionnel. L'analyse qui a été développée permet d'utiliser les informations fournies par cette méthode pour estimer les performances à tort rapport signal à bruit des modulations turbocodées pragmatiques lorsqu'un entrelacement des bits codés est mis en œuvre. Sur canal gaussien, deux méthodes d'estimation sont proposées. La première, basée sur la distance libre de la modulation codée, fournit une estimation pessimiste de la performance. La seconde considère les caractéristiques les caractéristiques statistiques de la modulation et permet d'approcher à 0,3 dB les résultats de simulation. Sur canal de Rayleigh, nous avons montré que l'évaluation de bornes des performances est également possible à partir des informations fournies par la méthode de l'impulsion d'erreur. Les estimations ainsi obtenues en quelques secondes permettent de prévoir avec une bonne précision des résultats de simulation requerrant des dizaines d'heures de calcul.