Thèse soutenue

Codes correcteurs et modulations codées pour la communication optique
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Auteur / Autrice : Gada Rezgui
Direction : Inbar Fijalkow
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : STIC (Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication) - ED EM2PSI
Date : Soutenance le 14/12/2021
Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Économie, Management, Mathématiques, Physique et Sciences Informatiques (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Equipes Traitement de l'Information et Systèmes (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
Jury : Président / Présidente : Joseph Boutros
Examinateurs / Examinatrices : Inbar Fijalkow, Jean-Pierre Tillich, Iryna Andriyanova, Charly Poulliat, Valentin Savin, Alexandre Graell i amat
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Tillich

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les câbles de communication optique transcontinentale constituent un maillon essentiel dans les communications modernes. Ils permettent de faire transiter des volumes importants de données à grande distance, tout en induisant une faible latence de transmission. L'amélioration de leurs performances est un enjeu pour la société d'aujourd'hui, la société numérique et connectée. Les précédentes évolutions de la communication optique ont été majoritairement liées à l'amélioration en termes du traitement du signal, comme par exemple le multiplexage par division de polarisation, qui a pratiquement multiplié par dix le débit de transmission. Le moment est venu de revoir la conception des codes correcteurs et des modulations numériques dans la chaine de communication optique.L'objectif de cette thèse est d'étudier la conception des codes correcteurs et des modulations codées pour la transmission optique tout en s'appuyant sur le concept des codes en graphes sur GF(q), q=2^m. L'originalité de notre approche par rapport à l'état de l'art se trouve dans le fait qu'on se positionnera sur les tailles des alphabets modérées, notamment GF(4) et GF(8), ce qui nous permettrait, sans grande augmentation de complexité, de s'approcher de la capacité de canal et de réduire la taille de l'entrelaceur entre le démodulateur et le décodeur.Le travail effectué se résume en trois contributions principales. La première contribution concerne le schéma de Symbol Interleaved Coded Modulation (SICM) basée sur les modulations de type M-QAM: il est démontré que la QAM-SICM avec q>2 se comporte mieux que la Bit Interleaved Coded Modulation (BICM) et que, dans le cas de q=√M, la SICM atteint la capacité du canal AWGN.La deuxième contribution concerne les codes LDPC réguliers sur GF(q) utilisés dans le schéma QAM-SICM : pour les rendements de code élevés, les codes LDPC 3-réguliers avec des valeurs modérées de q offrent des meilleurs performances que les autres codes LDPC réguliers, considérés dans le cadre de la transmission optique. Finalement, la troisième contribution réside dans la construction d'une nouvelle famille des codes LDPC doublement généralisées sur GF(q), appelés les codes RPP (Repeatition-Parity-Parity), efficaces pour des rendement de code élevés à la fois en terme du seuil asymptotique et de la distance minimale.