Les turbo-codes et leur application aux transmissions à forte efficacité spectrale

par Stéphane Le Goff

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Léon-Claude Calvez.

Soutenue en 1995

à Brest .

mots clés

• Transmission numérique
• Turbo-codes
• Codes correcteurs d'erreurs (théorie de l'information)

Résumé

Inventes recemment, les turbo-codes constituent une nouvelle famille de codes correcteurs d'erreurs binaires, obtenue en concatenant en parallele deux codes convolutifs systematiques et recursifs, et en utilisant un procede inedit de decodage avec contre-reaction. Durant cette these, nous avons effectue une etude approfondie des turbo-codes, principalement en vue de leur insertion a l'interieur de systemes permettant d'atteindre de fortes efficacites spectrales (jusqu'a 7 bit/s/hz). Pour cela, les performances des turbo-codes de rendements eleves (compris entre 1/2 et 7/8) ont tout d'abord ete etudiees. Les resultats obtenus a l'aide de simulations ont permis de mettre en evidence le haut pouvoir de correction des turbo-codes, ceci quels que soient les rendements et les canaux de transmission consideres (canal gaussien ou de rayleigh sans memoire). Ensuite, une evaluation de la complexite du codeur et du decodeur a ete effectuee, dont les conclusions sont tres favorables vis-a-vis des systemes concurrents. Tout ceci a conduit a la definition d'un nouveau systeme de transmission permettant d'atteindre de fortes efficacites spectrales (comprises entre 2 et 7 bit/s/hz), et obtenu en associant un turbo-code a une modulation a grand nombre d'etats (mdp8, maq16, maq32, etc). Elabore suivant une approche pragmatique, ce systeme est non seulement relativement simple a mettre en uvre, mais egalement tout a fait apte a fonctionner a des debits eleves. De plus, nous montrons qu'il permet d'obtenir des gains de codage importants par rapport a des modulation codees en treillis de forte complexite (treillis a 64 etats). Ainsi, grace a ses performances et a sa relative simplicite, le systeme propose constitue une excellente alternative aux modulations codees, et pourrait devenir dans les annees a venir un standard dans le domaine des communications numeriques

Titre traduit

Turbo-codes and their application to high spectral efficiency transmission

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