Codes correcteurs d'erreurs NB-LDPC associés aux modulations d'ordre élevé

par Ahmed Abdmouleh

Thèse de doctorat en Stic

Soutenue le 12-09-2017

à Lorient , dans le cadre de École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère) , en partenariat avec Laboratoire des sciences et techniques de l'information- de la communication et de la connaissance (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-François Hélard.

Le jury était composé de Olivier Berder.

Les rapporteurs étaient Christophe Jego, Charly Poulliat.


  • Résumé

    Cette thèse est consacrée à l'analyse de l'association de codes LDPC non-binaires (LDPC-NB) à des modulations d’ordre élevé. Cette association vise à améliorer l’efficacité spectrale pour les futurs systèmes de communication sans fil. Notre approche a consisté à tirer au maximum profit de l'association directe des symboles d’un code LDPC-NB sur un corps de Galois avec une constellation de même cardinalité. Notre première contribution concerne la diversité spatiale obtenue dans un canal de Rayleigh avec et sans effacement en faisant subir une rotation à la constellation. Nous proposons d’utiliser l'information mutuelle comme paramètre d’optimisation de l’angle de rotation, et ce pour les modulations de type « BICM » et les modulations codées. Cette étude permet de mettre en évidence les avantages de la modulation codée par rapport à la modulation BICM de l’état de l’art. Par simulation de Monte-Carlo, nous montrons que les gains de codage théoriques se retrouvent dans les systèmes pratiques. Notre deuxième contribution consiste à concevoir conjointement l'étiquetage des points de constellation et le choix des coefficients d'une équation de parité en fonction de la distance euclidienne, et non plus de la distance de Hamming. Une méthode d’optimisation est proposée. Les codes ainsi construits offrent des gains de performance de 0.2 dB et ce, sans ajout de complexité.

  • Titre traduit

    Non-binary LDPC codes associated to high order modulations


  • Résumé

    This thesis is devoted to the analysis of the association of non-binary LDPC codes (NB-LDPC) with high-order modulations. This association aims to improve the spectral efficiency of future wireless communication systems. Our approach tries to take maximum advantage of the straight association between NB-LDPC codes over a Galois Field with modulation constellations of the same cardinality. We first investigate the optimization of the signal space diversity technique obtained with the Rayleigh channel (with and without erasure) thanks to the rotation of the constellation. To optimize the rotation angle, the mutual information analysis is performed for both coded modulation (CM) and bit-interleaved coded modulation (BICM) schemes. The study shows the advantages of coded modulations over the state-of-the-art BCIM modulations. Using Monte Carlo simulation, we show that the theoretical gains translate into actual gains in practical systems. In the second part of the thesis, we propose to perform a joint optimization of constellation labeling and parity-check coefficient choice, based on the Euclidian distance instead of the Hamming distance. An optimization method is proposed. Using the optimized matrices, a gain of 0.2 dB in performance is obtained with no additional complexity.


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