Study of Reed-Solomon Block Turbo Codes and their applications

• Auteur / Autrice : Rong Zhou
• Direction : Ramesh Pyndiah
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et télécommunications
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Jury : Président / Présidente : Ghaïs El Zein

Mots clés

Mots clés contrôlés

Incertitude (théorie de l'information)

Codage

Turbo-codes

Information, Théorie de l'

Résumé

Cette thèse porte sur l’étude des turbo codes en blocs (TCB) construits à partir de codes de Reed-Solomon (RS) et sur les applications potentielles de ce schéma de codage. Nous commençons par rechercher un algorithme de décodage à entrée souple applicable aux codes RS et offrant un compromis raisonnable entre performances et complexité. Nous montrons que l’algorithme Chase-II implémenté au niveau binaire répond bien à ces critères lorsque l’on se restreint à la classe des codes RS 1 ou 2-correcteurs. Nous examinons ensuite l’influence du choix des codes RS constituants sur les performances du TCB-RS en considérant une transmission MDP-4 sur canal BABG et en mesurant l’écart entre les résultats obtenus et la limite de Shannon corrigée pour les codes de longueur finie. Nous montrons ainsi que les codes produits résultant de la concaténation au niveau symbole de deux codes RS classiques de pouvoir de correction égal à 1 offrent le meilleur compromis performance/complexité. A rendement équivalent, les performances obtenues sont très proches de la limite de Shannon et sont comparables à celles des TCB construits à partir de codes BCH. En revanche, la taille du code est trois fois moindre dans le cas des TCB-RS, ce qui se traduit en retour par une réduction substantielle de la quantité mémoire nécessaire, de la complexité du décodage et du retard de restitution. Nous montrons également que les TCB-RS ainsi construits atteignent des performances proches de l’optimal à la fois sur le canal binaire symétrique et sur le canal à effacement, ce qui les rend particulièrement attractifs pour les systèmes de communication optiques à haut débit et les systèmes de stockages. Nous nous intéressons ensuite à l’association pragmatique des TCB-RS avec des modulations à grand nombre d’états de type MAQ-M sur canal BABG. Nous montrons que les performances obtenues se situent à moins de 1 dB de la capacité du canal, sous réserve que la condition Q >= M soit respectée (Q désignant ici l’ordre du corps de Galois utilisé). Ce résultat se situe à l’opposé de ce qui est habituellement observé avec des turbo codes binaires (l’écart par rapport à la capacité augmentant avec l’ordre de la modulation) et souligne ainsi l’intérêt des TCB-RS pour les applications à forte efficacité spectrale (DSL, TNT, réseaux d’accès radio). Des simulations similaires sont présentées à la fois sur le canal de Rayleigh et pour d’autres modulations (MDP-8 et MDP-16). Nous observons alors une dégradation des performances. Ce dernier point nécessite des travaux de recherche ultérieurs dans le but de définir des règles générales de construction de bons codes adaptés à l’environnement de transmission et capables d’opérer au plus proche de la capacité du canal