Modélisation des erreurs en sortie du décodeur dans une chaîne de transmission par satellite

Modeling the decoder's error distribution in a satellit communication system

• Auteur / Autrice : Milena Planells-Rodríguez
• Direction : Marie-Laure Boucheret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique et communications
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Mots clés

Mots clés libres

Error distribution

Modeling

Turbocode

Convolutional code

Satellite system

Gaussian noise

Résumé

Cette thèse traite du comportement des erreurs en sortie du decodeur dans une chaîne de transmission par satellite. Deux types de codage canal sont étudiés: la concaténation d'un code convolutif avec un code bloc Reed-Solomon, et la concaténation en parallèle de deux codes convolutifs avec décodage itératif (turbocode). L'algorithme utilisé pour le décodage convolutif dans le premier schéma est le maximum de vraisemblance, que l'on appelle aussi algorithme de Viterbi. On sait que les erreurs en sortie de cet algorithme apparaissent par rafales, à cause de la mémoire du code. Un groupe de bits décodés correctement entre deux rafales est appelé gap. La sortie d'un décodeur fondé sur le maximum de vraisemblance peut être modélisée par une chaîne de Markov à deux états: un premier état sans erreur (état bon) et un deuxième état où les erreurs surgissent par rafales (état mauvais). Concernant la modélisation des rafales d'erreurs, les modèles proposés jusqu'à maintenant sont capables de reproduire seulement le comportement des erreurs pour des rafales très longues et à de très faible rapport signal sur bruit. C'est pourquoi nous avons développé un nouveau modèle à partir des propriétés du code qui donne des très bons résultats pour n'importe quel longueur de rafale d'erreur. Dans le déuxième schéma de codage, on utilise des algorithmes itératifs. Ces algorithmes font appel au principe du Maximum A Posteriori (MAP). Cette thèse analyse le comportement des erreurs en sortie de ces décodeurs itératifs et propose une série de modèles pour des differents algorithmes (Log-MAP et Max-Log-MAP)

This dissertation studies the behavior of the errors at the output of the decoder on a satellite communication system. Two different types of channel coding are considered. On one hand, a classical concatenation of a Reed-Solomon with a convolutional code and interleaving. On the other hand, a code from the turbo-codes family. The algorithm used in the convolutional decoding of the first coding system is the maximum likelihood algorithm. It is known that errors at the output of this algorithm are grouped in bursts due to the memory of the code. The group of correct bits between bursts is called a gap. Thus, the output of a maximum likelihood decoder can be modeled by a Markov chain with two states: a first state where no errors take place (good state) and a second state where errors appear in bursts (bad state). Regarding the burst modeling, the previous proposed models did not fit the simulation results for low and average burst lengths. Therefore, we have developed a new model based on the properties of the code that fits the range of all possible bursts lengths. On the second coding system, instead of using a maximum likelihood decoding, iterative decoding based on the successive decoding of each constituent code is considered. These iterative decoding algorithms are based on the Maximum A Posteriori (MAP) principle. This dissertation analyses the behavior of the errors at the output of such iterative decoders and proposes a model that fits quite well with the real errors simulated via Monte Carlo simulations.