Techniques de codage avancées pour la communication sans fil, dans un système point à multipoint
Résumé
La thèse aborde quelques problèmes non résolus dans le secteur de la transmission efficace des données sensibles aux pertes et sensibles aux retards sur un canal sans fil. La thèse traite principalement des techniques de codage pour des systèmes de multicast. Le multicast diffère du canal broadcast normalement traité en théorie de l'information, puisque seule l'information commune est envoyée. Dans une transmission point à point, la fiabilité est réalisée au moyen de demandes automatiques de retransmission (ARQ). Le FEC et l'ARQ sont combinés ensemble afin d'optimiser la compensation entre la fiabilité et l'efficacité. Cette approche s'appelle Hybrid ARQ, (HARQ). Nous considérons l'utilisation de HARQ pour la transmission point à point avec des techniques modernes de codage (codes de contrôle de parité de faible densité, LDPC). L'analyse théorique prouve que ces codes atteignent les performances optimales. Cependant, pour des codes pratiques de longueur finie, il y a une perte dans les performances. Deux solutions différentes sont montrées pour récupérer la majeure partie de cette perte. Dans un cas de multicast, cependant, les protocoles de HARQ sont inefficaces. À proprement parler, ils ne sont pas entièrement scalable, c'est à dire le throughput va à zéro quand le nombre d'utilisateurs augmente. Ceci nous motive pour étudier le throughput par utilisateur de ces protocoles. En particulier, HARQ basé sur la répétition sélective (SR) ou redondance incrémentielle peut être défini pour être entièrement scalable si nous tenons compte d'une fraction x >0 des utilisateurs qui ne décodent pas avec succès. Tandis que dans la première partie de la thèse nous avons considéré les communications de données, pour lesquelles la mesure de performance appropriée est la probabilité d'erreur, dans la deuxième partie nous considérons la transmission d'une source analogue (par exemple une image). Les solutions pratiques existantes, principalement basées sur le théorème de la séparation de Shannon, sont fortement inefficaces et en particulier elles ne sont pas robustes aux erreurs de canal. Dans un cas de multicast, d'ailleurs, il est important de concevoir un système qui garantit la bonne exécution sur un éventail de rapport de signal-bruit. Les différents utilisateurs avec différents états de canal peuvent décoder la source avec la qualité acceptable de reconstruction. Le codage conjoint de source-canal est une solution viable pour la robustesse et l'efficacité dans ce contexte. Dans cet environnement de multicast nous analysons et optimisons deux stratégies digitales bien connues: la première est la transmission progressive; la seconde est basée sur un code d'émission de superposition. Ces deux techniques entièrement numériques sont comparées à un système hybride analogue/numérique (HDA). En conclusion, le problème de la construction de code pour le système de HDA est abordé dans la dernière partie de la thèse. On propose deux arrangements. Dans le premier cas toute la complexité se fonde sur le design de quantisateur. Nous considérons un quantisateur à plusieurs étages basé sur un treillis (MTQ). La seconde considère un quantisateur très simple. La compression de données et le codage de canal sont combinés et accomplis avec un code linéaire. Ici un arrangement à multi niveaux de compression basé sur des codes linéaires (codes Turbo) est considéré.
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