Optimisation des codes LDPC pour les communications OFDM

Nous présentons dans cet article une nouvelle méthode d'optimisation des codes correcteurs d'erreurs pour les transmissions OFDM codées sur canal sélectif en fréquence, basée sur l'utilisation des codes LDPC irréguliers. Dans un premier temps, nous introduisons une nouvelle paramétrisation des codes LDPC irréguliers que nous appelons profil d'irrégularité. Ensuite, nous proposons d'utiliser cette paramétrisation pour optimiser les codes LDPC pour les communications OFDM en utilisant comme critère la minimisation du seuil de convergence du code. L'optimisation de ce nouveau critère est ensuite faite par approximation Gaussienne. Des simulations illustrent les performances de notre approche comparativement à celle d'un code optimisé pour canal BABG

Channel impulse response length and noise variance estimation for OFDM systems with adaptive guard interval

A new algorithm estimating channel impulse response (CIR) length and noise variance for orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems with adaptive guard interval (GI) length is proposed. To estimate the CIR length and the noise variance, the different statistical characteristics of the additive noise and the mobile radio channels are exploited. This difference is due to the fact that the variance of the channel coefficients depends on the position within the CIR, whereas the noise variance of each estimated channel tap is equal. Moreover, the channel can vary rapidly, but its length changes more slowly than its coefficients. An auxiliary function is established to distinguish these characteristics. The CIR length and the noise variance are estimated by varying the parameters of this function. The proposed method provides reliable information of the estimated CIR length and the noise variance even at signal-to-noise ratio (SNR) of 0 dB. This information can be applied to an OFDM system with adaptive GI length, where the length of the GI is adapted to the current length of the CIR. The length of the GI can therefore be optimized. Consequently, the spectral efficiency of the system is increased

Décodage des codes LDPC définis sur des groupes abéliens

Une large classe de codes LDPC est définie et qui comprend les codes LDPC définis sur les corps finis, les anneaux et les groupes mais aussi des codes non-linéaires. Cela est rendu possible en étendant la notion de parité du code. Un algorithme rapide de type propagation de croyance est développé pour ce type de parité. Des exemples montrent des utilisations possibles de tels codes

Séparation de sources non-circulaires

Depuis de nombreuses années, les travaux sur la séparation de sources nous ont permis d'apprécier l'importance de l'utilisation des statistiques d'ordre supérieur. En effet, dans ce cas, aucune information a priori sur le systRme n'est nécessaire pour permettre la séparation des sources présentes (les seules hypothèses à considérer étant l'indépendance statistique et la non-gaussianité des signaux). Il est intéressant maintenant de pouvoir utiliser uniquement les statistiques d'ordre deux pour réaliser la séparation. Cependant, il est nécessaire de connaître des informations a priori sur ces signaux. Nous exploitons dans cet article, la notion de non-circularité des signaux utiles afin de permettre une séparation à l'ordre 2

Communication numérique sécurisée par synchronisation du chaos

é- Ce travail concerne les communications numériques sécurisées basées sur un principe de modulation par des signaux chaotiques. Le système de communication présenté ici repose sur un nouveau concept, l'emploi d'une rétroaction dans la chaîne de transmission. Il permet notamment d'élargir la classe de signaux chaotiques potentiels pour ce type d'applications sans alterer la vitesse de synchronisation du système

Optimisation des stratégies de décodage des codes LDPC dans les environnements impulsifs (application aux réseaux de capteurs et ad hoc)

L objectif de cette thèse est d étudier le comportement des codes LDPC dans un environnement où l interférence générée par un réseau n est pas de nature gaussienne mais présente un caractère impulsif. Un premier constat rapide montre que sans précaution, les performances de ces codes se dégradent très significativement. Nous étudions tout d abord les différentes solutions possibles pour modéliser les bruits impulsifs. Dans le cas des interférences d accès multiples qui apparaissent dans les réseaux ad hoc et les réseaux de capteurs, il nous semble approprié de choisir les distributions alpha-stables. Généralisation de la gaussienne, stables par convolution, elles peuvent être validées théoriquement dans plusieurs situations.Nous déterminons alors la capacité de l environnement a-stable et montrons par une approche asymptotique que les codes LDPC dans cet environnement sont bons mais qu une simple opération linéaire à l entrée du décodeur ne permet pas d obtenir de bonnes performances. Nous avons donc proposé différentes façons de calculer la vraisemblance en entrée du décodeur. L approche optimale est très complexe à mettre en oeuvre. Nous avons étudié plusieurs approches différentes et en particulier le clipping dont nous avons cherché les paramètres optimaux.The goal of this PhD is to study the performance of LDPC codes in an environment where interference, generated by the network, has not a Gaussian nature but presents an impulsive behavior.A rapid study shows that, if we do not take care, the codes performance significantly degrades.In a first step, we study different approaches for impulsive noise modeling. In the case of multiple access interference that disturb communications in ad hoc or sensor networks, the choice of alpha-stable distributions is appropriate. They generalize Gaussian distributions, are stable by convolution and can be theoretically justified in several contexts.We then determine the capacity if the a-stable environment and show using an asymptotic method that LDPC codes in such an environment are efficient but that a simple linear operation on the received samples at the decoder input does not allow to obtain the expected good performance. Consequently we propose several methods to obtain the likelihood ratio necessary at the decoder input. The optimal solution is highly complex to implement. We have studied several other approaches and especially the clipping for which we proposed several approaches to determine the optimal parameters.REIMS-SCD-Bib. electronique (514549901) / SudocSudocFranceF

Turbo Decision Aided Receivers for Clipping Noise Mitigation in Coded OFDM

<p>Abstract</p> <p>Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is the modulation technique used in most of the high-rate communication standards. However, OFDM signals exhibit high peak average to power ratio (PAPR) that makes them particularly sensitive to nonlinear distortions caused by high-power amplifiers. Hence, the amplifier needs to operate at large output backoff, thereby decreasing the average efficiency of the transmitter. One way to reduce PAPR consists in clipping the amplitude of the OFDM signal introducing an additional noise that degrades the overall system performance. In that case, the receiver needs to set up an algorithm that compensates this clipping noise. In this paper, we propose three new iterative receivers with growing complexity and performance that operate at severe clipping: the first and simplest receiver uses a Viterbi algorithm as channel decoder whereas the other two implement a <it>soft-input soft-output</it> (SISO) decoder. Each soft receiver is analyzed through EXIT charts for different mappings. Finally, the performances of the receivers are simulated on both short time-varying channel and AWGN channel.</p

An iterative receiver for the correction of saturation in coded OFDM systems

La modulation OFDM est connue pour engendrer des signaux à forts niveaux de PAPR à l'émission, forçant l'amplificateur de puissance à fonctionner dans sa zone de non-linéarité. Une saturation délibérée du signal, autrement appelée clipping, est donc utilisée avant l'étape d'amplification. Le travail présenté ici s'attache à compenser, en réception, les effets du clipping pour des transmissions OFDM codées. Son originalité réside dans une approche par maximum de vraisemblance sous-optimale dont la nature itérative autorise une correction de la décision prise sur l'information binaire et non sur le signal reçu. Le recouvrement des performances de la transmission est alors particulièrement significatif. La communication passera en revue les détails de l'algorithme et proposera d'établir les performances du récepteur pour différents scénarios de transmission ainsi qu'une comparaison avec les travaux références du domaine

Turbo Decision Aided Receivers for Clipping Noise Mitigation in Coded OFDM

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is the modulation technique used in most of the high-rate communication standards. However, OFDM signals exhibit high peak average to power ratio (PAPR) that makes them particularly sensitive to nonlinear distortions caused by high-power amplifiers. Hence, the amplifier needs to operate at large output backoff, thereby decreasing the average efficiency of the transmitter. One way to reduce PAPR consists in clipping the amplitude of the OFDM signal introducing an additional noise that degrades the overall system performance. In that case, the receiver needs to set up an algorithm that compensates this clipping noise. In this paper, we propose three new iterative receivers with growing complexity and performance that operate at severe clipping: the first and simplest receiver uses a Viterbi algorithm as channel decoder whereas the other two implement a soft-input soft-output (SISO) decoder. Each soft receiver is analyzed through EXIT charts for different mappings. Finally, the performances of the receivers are simulated on both short time-varying channel and AWGN channel

Pre-equalization for IR-UWB system

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