Blind frame synchronization of Reed-salomon codes

International audienceWe consider in this paper the problem of blind frame synchronization of systems using reed-Solomon (RS) codes and other related families. We present first of all three techniques of blind frame synchronization based on the non-binary parity check matrix of RS codes. While the first two techniques involve the calculation of hard and soft values of the syndrome elements respectively, the third one perform an adaptation step of the parity check matrix before applying the soft criterion. Although RS codes are constructed from non-binary symbols, we show in this paper that it is also possible to synchronize them using the binary image expansion of their parity check matrix. Simulation results show that the synchronization algorithm based on the adaptation of the binary parity check matrix of RS codes has the best synchronization performance among all other techniques. Furthermore, the Frame Error Rate (FER) curves obtained after synchronization and decoding are very close to the perfect synchronization curves

Synchronisation Trame Aveugle sur Canal Gaussien

Nous proposons dans cet article l'adaptation, au cas d'un canal Gaussien, d'une méthode de synchronisation trame aveugle initialement proposée pour un canal binaire symétrique. Cette nouvelle méthode se base sur le calcul des Logarithmes de Rapport de Vraisemblance (LRV) des éléments du syndrome. Une comparaison entre les performances des deux approches sera effectuée et les probabilités théoriques de fausse synchronisation seront données pour les deux méthodes

Techniques de synchronisation aveugles pour les systèmes codés

The past few years have seen an increasing demand for efficient and reliable digital communication systems. In order to protect the transmitted data from noise, error correcting codes should be used in the transmission scheme. LDPC (Low Density Parity Check) codes, product codes and turbocodes have proven their efficiency in detecting and correcting errors, even at low SNR (Signal to Noise Ratio). However, a degradation in the performance of these codes is expected in the case of a bad synchronization. Therefore, the use of efficient synchronization methods is essential to keep the system in a good working order. Conventional synchronization techniques involve the insertion of pilot bits in the transmitted sequence of data. The detection of these bits at the reception enables us to carry out synchronization. However, applying these methods decreases the spectral efficiency of the transmission especially when error correcting codes of small sizes are used in the system. For that reason, we are interested in this thesis by the design of novel methods of blind synchronization, which are able to synchronize even on low SNR. We consider in this thesis the problem of frame synchronization, CFO (Carrier Frequency Offset) estimation and phase estimation. We propose powerful synchronization techniques that involve the calculation and the minimization of functions of the LLR (Log-Likelihood Ratio) of the syndrome calculated from the parity check matrix of the error correcting code. Simulation results have shown that the proposed techniques are very powerful and their performance clearly exceeds those of several existing methods.Les dernières années ont vu une augmentation dans la demande de systèmes de communications numériques efficaces et fiables. Afin de protéger les données transmises contre le bruit, les codes correcteurs d'erreurs doivent être introduits dans le système de transmission. Les codes LDPC (Low Density Parity Check), les codes produits et les turbocodes ont prouvé leur efficacité dans la détection et la correction des erreurs, même à des faibles SNR (Signal to Noise Ratio). Cependant, une dégradation importante dans les performances de ces codes est atteinte dans le cas d'une mauvaise synchronisation au niveau du récepteur. Ainsi, l'utilisation de méthodes de synchronisation efficaces est nécessaire pour le bon fonctionnement d'un système de transmission. Les techniques classiques de synchronisation sont basées sur le rajout de bits pilotes dans la séquence de données à transmettre. La détection de ces bits à la réception nous permet de réaliser la synchronisation. Cependant, ces méthodes ont pour effet de diminuer l'efficacité spectrale de la transmission surtout quand des codes correcteurs d'erreurs de petite taille sont utilisés dans le système. Pour cela, nous sommes intéressés dans cette thèse par la conception de nouvelles techniques de synchronisation aveugles, qui sont capables de synchroniser à des faibles SNR. Nous considérons dans cette thèse le problème de la synchronisation trame, de l'estimation du résidu de porteuse et de l'estimation du déphasage. Nous proposons des techniques de synchronisation originales qui sont basées sur le calcul et la minimisation de fonctions du LLR (Log-Likelihood Ratio) du syndrome calculées à partir de la matrice de contrôle de parité du code correcteur d'erreurs. Les résultats des simulations ont montré que les techniques proposées sont très efficaces et leurs performances surpassent celles de plusieurs méthodes existant dans la littérature

Techniques de synchronisation aveugles pour les systèmes codés

The past few years have seen an increasing demand for efficient and reliable digital communication systems. In order to protect the transmitted data from noise, error correcting codes should be used in the transmission scheme. LDPC (Low Density Parity Check) codes, product codes and turbocodes have proven their efficiency in detecting and correcting errors, even at low SNR (Signal to Noise Ratio). However, a degradation in the performance of these codes is expected in the case of a bad synchronization. Therefore, the use of efficient synchronization methods is essential to keep the system in a good working order. Conventional synchronization techniques involve the insertion of pilot bits in the transmitted sequence of data. The detection of these bits at the reception enables us to carry out synchronization. However, applying these methods decreases the spectral efficiency of the transmission especially when error correcting codes of small sizes are used in the system. For that reason, we are interested in this thesis by the design of novel methods of blind synchronization, which are able to synchronize even on low SNR. We consider in this thesis the problem of frame synchronization, CFO (Carrier Frequency Offset) estimation and phase estimation. We propose powerful synchronization techniques that involve the calculation and the minimization of functions of the LLR (Log-Likelihood Ratio) of the syndrome calculated from the parity check matrix of the error correcting code. Simulation results have shown that the proposed techniques are very powerful and their performance clearly exceeds those of several existing methods.Les dernières années ont vu une augmentation dans la demande de systèmes de communications numériques efficaces et fiables. Afin de protéger les données transmises contre le bruit, les codes correcteurs d'erreurs doivent être introduits dans le système de transmission. Les codes LDPC (Low Density Parity Check), les codes produits et les turbocodes ont prouvé leur efficacité dans la détection et la correction des erreurs, même à des faibles SNR (Signal to Noise Ratio). Cependant, une dégradation importante dans les performances de ces codes est atteinte dans le cas d'une mauvaise synchronisation au niveau du récepteur. Ainsi, l'utilisation de méthodes de synchronisation efficaces est nécessaire pour le bon fonctionnement d'un système de transmission. Les techniques classiques de synchronisation sont basées sur le rajout de bits pilotes dans la séquence de données à transmettre. La détection de ces bits à la réception nous permet de réaliser la synchronisation. Cependant, ces méthodes ont pour effet de diminuer l'efficacité spectrale de la transmission surtout quand des codes correcteurs d'erreurs de petite taille sont utilisés dans le système. Pour cela, nous sommes intéressés dans cette thèse par la conception de nouvelles techniques de synchronisation aveugles, qui sont capables de synchroniser à des faibles SNR. Nous considérons dans cette thèse le problème de la synchronisation trame, de l'estimation du résidu de porteuse et de l'estimation du déphasage. Nous proposons des techniques de synchronisation originales qui sont basées sur le calcul et la minimisation de fonctions du LLR (Log-Likelihood Ratio) du syndrome calculées à partir de la matrice de contrôle de parité du code correcteur d'erreurs. Les résultats des simulations ont montré que les techniques proposées sont très efficaces et leurs performances surpassent celles de plusieurs méthodes existant dans la littérature

Carrier phase recovery of LDPC-coded systems based on the likelihood difference algorithm

International audienceThe problem of blind phase offset recovery of low density parity-check (LDPC)-coded systems is considered in this paper. We propose a new algorithm of phase offset estimation that involves the computation and maximization of a likelihood difference (LD)-based cost function calculated from the parity-check matrix of the code. We show in this paper that the new cost function has a simplified form compared to another algorithm proposed in the literature and presents similar estimation performance. Mean squared error (MSE) curves show very good performance of the proposed phase offset estimation algorithm, even at low signal-to-noise ratios

A NEW TRELLIS REPRESENTATION FOR SOURCE-CHANNEL RATE ALLOCATION

International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 2011 IEEEInternational audienceIn this paper, we consider the source-channel rate allocation for different transmission schemes. We propose a new trellis structure and a new algorithm able to deal with both variable length packet and fixed length packet problems. The trellis description allows to handle any kind of transmission schemes and can therefore be applied to Bit Interleaved Coded Modulations (BICM), parallel channels or Hybrid - Automatic Repeat reQuest

Theoretical analysis of a MAP based blind frame synchronizer

International audienceWe have recently proposed a blind frame synchronization method based on a Maximum A Posteriori (MAP) approach. In this letter, we study the properties of this method and show that this synchronization technique is well suitable for codes having a sparse parity check matrix, such as Low-Density Parity-Check (LDPC) codes. We also find the probability distributions involved in our synchronization criterion and expand the analytical expression of the probability of false synchronization. Through computer simulations we validate our theoretical results and show that this synchronization technique has excellent performance when applied to LDPC codes. We also show that this method outperforms another approach of blind frame synchronization that computes hard values of the syndrome instead of its Log-Likelihood Ratios (LLR

Techniques de synchronisation aveugles pour les systèmes codés

Les dernières années ont vu une augmentation dans la demande de systèmes de communications numériques efficaces et fiables. Afin de protéger les données transmises contre le bruit, les codes correcteurs d'erreurs doivent être introduits dans le système de transmission. Les codes LDPC (Low Density Parity Check), les codes produits et les turbocodes ont prouvé leur efficacité dans la détection et la correction des erreurs, même à des faibles SNR (Signal to Noise Ratio). Cependant, une dégradation importante dans les performances de ces codes est atteinte dans le cas d'une mauvaise synchronisation au niveau du récepteur. Ainsi, l'utilisation de méthodes de synchronisation efficaces est nécessaire pour le bon fonctionnement d'un système de transmission. Les techniques classiques de synchronisation sont basées sur le rajout de bits pilotes dans la séquence de données à transmettre. La détection de ces bits à la réception nous permet de réaliser la synchronisation. Cependant, ces méthodes ont pour effet de diminuer l'efficacité spectrale de la transmission surtout quand des codes correcteurs d'erreurs de petite taille sont utilisés dans le système. Pour cela, nous sommes intéressés dans cette thèse par la conception de nouvelles techniques de synchronisation aveugles, qui sont capables de synchroniser à des faibles SNR. Nous considérons dans cette thèse le problème de la synchronisation trame, de l'estimation du résidu de porteuse et de l'estimation du déphasage. Nous proposons des techniques de synchronisation originales qui sont basées sur le calcul et la minimisation de fonctions du LLR (Log-Likelihood Ratio) du syndrome calculées à partir de la matrice de contrôle de parité du code correcteur d'erreurs. Les résultats des simulations ont montré que les techniques proposées sont très efficaces et leurs performances surpassent celles de plusieurs méthodes existant dans la littérature.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocBREST-Télécom Bretagne (290192306) / SudocSudocFranceF

On Blind Frame Synchronization of LDPC Codes

International audienceWe consider in this letter the problem of blind frame synchronization of Low Density Parity-Check (LDPC) codes. We present and compare new methods of blind frame synchronization based on the calculation of Likelihood functions of the syndrome. Simulation results show that the four proposed synchronization techniques are effective once applied to LDPC codes. The method that involves the maximization of the Likelihood Difference (LD) function of the parity-checks, presents the best results in terms of probability of false synchronization

Blind frame synchronization and phase offset estimation for coded systems

International audienceIn this paper, we present a new algorithm of blind frame synchronization and phase offset estimation that can be applied to any digital transmission scheme using a channel coding with a binary phase shift keying (BPSK) modulation. The estimator is based on the calculation of the syndrome elements of a received codeword obtained using the parity check matrix of the code. After presenting the proposed method, we evaluate its performance by applying it to some low density parity check (LDPC) codes and convolutional codes. This performance is measured by plotting the probability of false frame synchronization and the mean squared estimation error (MSEE) versus the signal to noise ratio (Eb/N0)