[PDF] Turbocodes et principe Turbo Des origines aux applications

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De nombreuses technologies font aujourd'hui appel au codage de canal.

The Noisy

C hannel Coding Theorem (1948)

Il existe une

limite l a quantité d'information que l'on peut transmettre au sein d'un canal ( cap a cité

C du canal

Il exist

e des codes correcteurs d'erreurs capables d'atteindre asymptotiquement c e tte limite, avec une probabilité d 'erreur arbitrai rement petite

Reste à

t rouver de bons codes, à l a fois " s imples encoder et s imples décoder GLOB AL SYST EM F O R MOB I

LE COMM

UNICA T IONS R

Le décodage est simple à

m ettre en oeuvre, mais n'exploite pas l'intégralité de l'information disponible. Chaque décodeur profite ici d'une information délivrée par l 'autre décodeur pour améliorer ses propres décisions ( co ns e n sus

Points forts

des TCB

Grande distance minimale

Décodeurs de faible complexité, parallélisables Très bien adaptés pour les fort rendements (R > 0.9)

Exemple des communications spatiales

[ Copyright © C . Schlegel,

Trellis and Turbo Coding

, IEEE Press

2004 ]

(lecture recommandée) Latence réduite (par 2 ici)Meilleure convergenceDouble permutation (intra- inter-symboles)Distance minimal e pl us grande

Moins sensibles aux algorithmes de déc

o da ge sou s o p tima ux

Meilleure efficacité

spectrale (treillis circulaire)

Avantages des TCC duo-binaires

Ex: Turbocodes

duo-binaires (stand ard DVB

RCS, 8 états)

On peut généraliser au cas M > 2, mais les avantages semblent progressivement s'estomper ( àc o n f i r m e r

Les Turbocodes

demeurent performants sur les bloc s c o urts (<5000 bits). RCS RCT

Des mission

s en espace lointain aux réseaux locaux, les Turbo- codes constituent un atout pour les communications radio

Turbo-d

codeur TCB

Technologie CMOS 0.18

m

Fréquen

c e de 100 MHz

Débit de 3.2 Gb/s/1 it.

Dépt. Éle

c tronique

Turbo-d

codeur TCB FPGA VIRTEX II Pro Débit de 200 Mb/s/5 it.Turbo-d codeur TCC

DVB-RCS

FPGA VIRTEX II Pro Débit de 12 à

100 Mb/s/5 it.

Turbo-d

codeur TCC 3GPP

Technologie CMOS 0.18

m

Fréquen

c e de 145 MHz à 1 .8V

Débit max de 24 Mb/s/6 it.

Optimisation des performancesCombinaison avec les modulations à h aute efficacité spectrale (modulations turbo-codées)Réduction de la latence

Le décoda

ge a n a l ogique semble particulièrement prometteur à c e niveau !

Seuil de convergence

Distance minimal

e

Importance de la permutation

Choix des codes

Stratégie de mapping, d'entrelacement

Famill

e partic ul i r e de c o des en blocs li néai r e s N s du pragmatisme de Ga llager (1960)

Décoda

ge probabi list e ité r atif simple

Les codes LDPC offrent d'excellentes

performances pour les blocs longs.

Concaténation BCH + LDPC LPDC de taille 64800 bits, R=1/2-9/10 Débit LDPC : 100 à

200 Mbits/s

0.7 dB de Sha

nnon @ TEP = 10 -7

Des solutions semblent aujourd'hui se

dessiner pour les blocs courts. (cf. nor m alisation VDSL2 ou

IEEE 802.11n par exemple)

Trajets multiples (

Interférence Entre Symboles

Fluc tua t ions de la puissance re

çue

L'égalisation

offre une solution pour combattre la sélectivité e n fréquence (IES) du canal. Pr inc i pe Idée : exploiter les décisions du décodeur po ur améliorer l'égalis ation (et vice-versa)

La Turbo-Égalisation permet la

suppression totale de l'IES, ainsi que l'exploitation de l a diversité d u canal

Solution

s propriétaires pour l'évolution EDGE du GS M

Réseaux WMAN (IEEE 802.16a)

TV numérique (AST

C-DTV)

Résultats en terme d'implémentation

Implémentation circuit à

l 'étude au dé pa rtement Él ectroni q ue de l' EN STB.

Les débits envisagés sont de

l'ordre de plusieurs Mbits/s. (Turbo-Égalquotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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