Academic literature on the topic 'Modulation par impulsions codées'

Cette thèse porte sur l'étude des turbocodes produits construits à partir de codes élémentaires de type Reed-Solomon (RS), et sur les applications potentielles de ce schéma de codage. Dans un premier temps, nous étudions les propriétés de distance de l'image binaire des codes RS afin de pouvoir évaluer les performances asymptotiques du décodage optimal à entrée souple de ces codes. Nous montrons que par un choix judicieux des racines du code, il est possible de construire des codes plus performants que ceux habituellement utilisés en pratique. Nous nous intéressons ensuite aux turbocodes produits construits à partir de codes RS de pouvoir de correction unitaire car ils présentent à la fois des rendements de codage très élevés et une complexité de décodage relativement faible. Par le calcul de la distance minimale binaire du code produit et par la simulation, nous montrons que le fait d'optimiser la distance minimale de l'image binaire des codes constituants conduit à une amélioration significative des performances asymptotiques du système, sans pénalité sur le rendement de codage ni augmentation de la complexité de décodage. Nous comparons également différentes solutions de décodage à entrée ferme des codes produits RS, et nous montrons par ailleurs que les turbocodes produits RS sont robustes au raccourcissement. Nous nous intéressons ensuite à l'association des turbocodes produits RS avec des modulations à grand nombre d'états pour les transmissions à forte efficacité spectrale. Nous étudions tout d'abord l'approche dite de modulation codée à entrelacement binaire (BICM). Nous proposons ensuite un second schéma de modulation codée pragmatique qui offre la possibilité de faire varier l'efficacité spectrale sans changer le code ni le décodeur associé. Les performances de cette solution présentent un écart constant à la capacité quelque soit l'ordre de la modulation considérée. La dernière partie du mémoire traite de l'étude des performances des turbocodes produits sur le canal à effacement. Nous introduisons deux algorithmes de décodage d'effacements pour les codes en blocs, et nous les comparons à d'autres solutions proposées dans la littérature dans le but d'identifier l'algorithme le mieux adapté au décodage itératif d'un code produit. Nous montrons ensuite, par simulation, que les turbocodes produits BCH et RS offrent de très bonnes performances, proches des limites théoriques, sur les canaux à effacements.
This thesis deals with error correcting codes for digital communications and information storage. It focuses on the study of Turbo codes built from two single-error-correcting Reed-Solomon (RS) component codes and their potential applications. As a first step, we study the distance properties of the binary image of RS codes in order to assess the asymptotic performances under maximum-likelihood soft-decision decoding. We then show that a judicious choice for the code roots may yield binary expansions with larger binary minimum distance and more efficient codes compared to classical constructions. Next, we focus on product codes built from two single-error-correcting RS codes. These codes provide high coding rates and have efficient low-complexity iterative decoding. Computing binary minimum distance of product code and simulations results show that optimizing the binary minimum distance of component codes lied to better asymptotic performances without additional decoder complexity. Afterwards, we compare different hard-decision decoding solutions of RS product codes, otherwise we show that RS Turbo codes are robust to shortening. The third part of this thesis is devoted to the association of products RS turbo codes with high order modulations for bandwidth efficient transmission. We first study the Binary Interleaved Coded Modulation (BICM). We propose then a second pragmatic coded modulation scheme achieving a wide range of spectral efficiency without changing the code and the decoder. Simulation results show that, contrary to the BICM schema, the performance of this solution exhibit a constant gap to the capacity regardless to the dimension of the signal set. Furthermore this gap decreases as we increase the code length. The last part of our work investigates the iterative decoding of product code over erasure channel. We propose two erasure decoding algorithms for linear block codes, and we compare them to other solutions proposed in the literature, with the aim of identifying the well suited algorithm to an iterative decoding of product code. The simulation results show that both RS and BCH product codes provide near-capacity performances on erasure channel

La technique ultra large bande (UWB) par impulsions consiste à émettre des impulsions de courte durée et de faible énergie offrant ainsi la possibilité de transmettre de l'information à de hauts débits et à faible coût. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés aux systèmes ultra large bande à accès multiple par répartition de codes de saut temporel (TH-UWB) dans un contexte asynchrone et dans un environnement de propagation à trajets multiples. Un récepteur rake a été mis en place. Nous avons calculé de manière analytique la variance de l'interférence multi-utilisateur (MUI) en sortie de ce récepteur. Ceci nous a permis d'identifier les paires dites optimales qui minimisent cette variance. Nous avons constaté qu'utiliser ces paires permet d'améliorer significativement le taux d'erreur binaire du système. Une démarche similaire a été appliquée aux systèmes DS-UWB et DS-CDMA, en effet ces systèmes s'expriment analytiquement de manière identique au système TH-UWB. Ainsi nous avons pu caractériser les paires optimales. Nous avons ensuite comparé les performances de ces différents systèmes lorsque la variance de la MUI est minimale. La variance de l'interférence entre symboles et entre trames (ISI / IFI) a été calculée analytiquement. Ceci nous a permis de dimensionner le récepteur rake et le temps de garde intelligemment. Nous avons également observé, en absence d'ISI / IFI et de bruit, un seuil sur la probabilité d'erreur. En modifiant légèrement le récepteur, nous avons éliminé ce seuil. Enfin nous avons établi les bornes de Cramer-Rao relatives à l'estimation des paramètres du canal (amplitudes et retards) en supposant que les trajets pouvaient se chevaucher.

Les systèmes de téléphonie mobile de 4ème et 5ème générations ont adopté comme techniques de codage de canal les turbocodes, les codes LDPC et les codes polaires binaires. Cependant, ces codes ne permettent pas de répondre aux exigences, en termes d’efficacité spectrale et de fiabilité, pour les réseaux de communications futurs (2030 et au-delà), qui devront supporter de nouvelles applications telles que les communications holographiques, les véhicules autonomes, l’internet tactile … Un premier pas a été fait il y a quelques années vers la définition de codes correcteurs d’erreurs plus puissants avec l’étude de codes LDPC non binaires, qui ont montré une meilleure performance que leurs équivalents binaires pour de petites tailles de code et/ou lorsqu'ils sont utilisés sur des canaux non binaires. En contrepartie, les codes LDPC non binaires présentent une complexité de décodage plus importante que leur équivalent binaire. Des études similaires ont commencé à émerger du côté des turbocodes. Tout comme pour leurs homologues LDPC, les turbocodes non binaires présentent d’excellentes performances pour de petites tailles de blocs. Du point de vue du décodage, les turbocodes non binaires sont confrontés au même problème d’augmentation de la complexité de traitement que les codes LDPC non binaire. Dans cette thèse nous avons proposé une nouvelle structure de turbocodes non binaires en optimisant les différents blocs qui la constituent. Nous avons réduit la complexité de ces codes grâce à la définition d’un algorithme de décodage simplifié. Les codes obtenus ont montré des performances intéressantes en comparaison avec les codes correcteur d’erreur de la littérature
Nowadays communication standards have adopted different binary forward error correction codes. Turbo codes were adopted for the long term evolution standard, while binary LDPC codes were standardized for the fifth generation of mobile communication (5G) along side with the polar codes. Meanwhile, the focus of the communication community is shifted towards the requirement of beyond 5G standards. Networks for the year 2030 and beyond are expected to support novel forward-looking scenarios, such as holographic communications, autonomous vehicles, massive machine-type communications, tactile Internet… To respond to the expected requirements of new communication systems, non-binary LDPC codes were defined, and they are shown to achieve better error correcting performance than the binary LDPC codes. This performance gain was followed by a high decoding complexity, depending on the field order.Similar studies emerged in the context of turbo codes, where the non-binary turbo codes were defined, and have shown promising error correcting performance, while imposing high complexity. The aim of this thesis is to propose a new low-complex structure of non-binary turbocodes. The constituent blocks of this structure were optimized in this work, and a new low complexity decoding algorithm was proposed targeting a future hardware implementation. The obtained results are promising, where the proposed codes are shown to outperform existing binary and non-binary codes from the literature

Le travail présente porte sur l'analyse des contraintes engendrées au sein d'enroulements de machine soumis a des signaux m. L. I. Caractérises d'ondes a front raide. Les paramètres qui définissent d'une part, l'onde appliquée et, d'autre part, les enroulements sont présentes dans le premier chapitre. Des schémas équivalents, destines a servir de support pour une predetermination des effets génères dans ces enroulements, y sont également proposes en effectuant une distinction suivant que ceux-ci sont du type transformateur ou du type moteur. La méthode numérique mise en ouvre pour prédéterminer le comportement de ces enroulements soumis a ce type d'excitation est developpee dans le deuxième chapitre. Le troisième chapitre est consacre a l'expose des résultats expérimentaux. Les précautions qu'il est nécessaire de prendre pour que les relèves, qui concernent essentiellement les surtensions entre spires, ne soient pas perturbes par des effets parasites secondaires qui, suite aux conditions d'expérimentation, peuvent être prépondérants, y sont également précisées. L'analyse de certaines formes d'ondes permet de valider en partie les schémas proposes et d'estimer les valeurs de certains de ses éléments. La comparaison, pour différents types d'enroulements, entre résultats expérimentaux et ceux déduits de l'étude numérique fait l'objet du quatrième chapitre. Cette étude permet, non seulement de confirmer les hypothèses formulées pour aboutir aux schémas proposes, mais également de souligner, au niveau des phénomènes mis en jeu, l'importance des courants de Foucault qui conduisent a un effet de peau magnétique. Enfin, le cinquième et dernier chapitre est réserve aux moyens qu'il est possible de mettre en ouvre pour atténuer les effets engendres par ces ondes dans les enroulements. Ceux-ci concernent aussi bien la réalisation des bobinages que les paramètres qui caractérisent l'onde. Ces propositions sont formulées suite a une étude numérique qui porte sur l'analyse de l'influence de chacun des éléments intervenant au niveau des schémas

L'objet de cette thèse est l'étude d'un modulateur et régulateur de courant (M. R. C) analogique appliquée au domaine de la commande des machines électriques. Dans un premier temps, les performances du M. R. C sont comparées à celles des régulateurs traditionnels (PI et RST) associés à leurs modulateurs. Les outils de l'automatique non linéaire (lieux de Cypkin) ont permis d'analyser et de caractériser le M. R. C, afin de déduire un modèle linéaire équivalent de la boucle de courant en basses fréquences. Par ailleurs, dans le cadre de la commande des machines asynchrones, le D. T. C (Direct Torque Control) intègre également de manière implicite les fonctions de modulation et de régulation. Cette commande procure une excellente dynamique de couple. . .

Les systèmes de communications mobiles ont considérablement évolué durant ces dernières années. Ce fait a encouragé le déploiement de plusieurs systèmes ou réseaux cellulaires multi technologique. La qualité de service (QoS) offerte aux utilisateurs mobiles s'améliore d'un système à l'autre. Les systèmes de troisième génération (3G), comme l'UMTS, offrent une meilleure qualité de service par rapport à celle offerte par ceux de deuxième génération (2G), comme le GSM. Pour exemple, les systèmes de 3.5G (HSDPA) améliorent le débit du réseau de 3G sur le lien descendant afin de répondre aux exigences des nouveaux services. De plus, les réseaux de quatrième génération (4G), comme le WiMAX (IEEE802.16e) permettent, quant à eux, d'élargir la couverture cellulaire tout en offrant un débit supérieur. Cette nouvelle évolution améliore encore l'accessibilité aux services de l'Internet. La migration des services de l'Internet vers les réseaux mobiles, constitue un enjeu majeur de recherche en télécommunications. La thèse se divise en deux objectifs principaux ; le premier consiste à calculer et à évaluer les performances du système UMTS-WCDMA. Deux approches sont utilisées, l'approche exacte de l'analyse spectrale, et l'approche approximative de la perturbation singulière. Le deuxième objectif propose de nouveaux mécanismes de contrôle d'admission prenant en considération la mobilité intra et inter cellulaires des utilisateurs dans la gestion de la ressource radio. Ces mécanismes d'allocation de ressource concernent plus particulièrement les réseaux HSDPA et WiMAX. Ils se basent principalement sur les schémas de modulation et de codage adaptatif AMC (Adaptive Modulation and Coding) : la zone géographique est subdivisée en plusieurs régions concentriques. Avec nos mécanismes d'allocation des ressources, chaque appel accepté par le système voit son débit initial maintenu, et ce, indépendamment de la position de l'utilisateur dans la cellule

Dans cette thèse, nous proposons une méthodologie de conception d’architectures de communication dédiées aux réseaux de capteurs basées sur la technique de radio impulsionnelle pour les transmissions ultralarge bande (ULB). La technique impulsionnelle proposée ici repose sur la modulation de forme d’impulsion. L’approche de conception architecturale présentée dans cette thèse se focalise plus particulièrement sur la forme des impulsions et leur génération, qui revêt un intérêt majeur puisqu’elle constitue le support de l’information échangée. L’étude sur le choix de la forme d’impulsion nous a conduit à proposer deux architectures différentes. Une première architecture repose sur les polynômes orthogonaux, et plus particulièrement sur les polynômes d’Hermite, pour la génération des impulsions, et sur une architecture de corrélation pour la détection et la reconnaissance des trains d’impulsions transmis. La deuxième architecture est basée sur la transformée en paquets d’ondelettes discrète et peut être exploitée selon deux modes d’utilisation différents, mono et multiutilisateurs. L’utilisation d’une architecture de synthèse à l’émission et d’analyse à la réception ouvre une nouvelle orientation pour les communications numériques, permettant à la transformée en ondelettes d’assurer à la fois la génération des impulsions à l’émission et leur reconnaissance à la réception. Un intérêt immédiat de la technique proposée permet notamment de faciliter l’accès multiutilisateurs au canal ultralarge bande, et d’autoriser des communications simultanées (Many-to-one, des nœuds vers le puits) ou du broadcast (One-to-many, du puits vers les nœuds) sans surcharger la couche MAC. L’architecture proposée s’inscrit donc à l’interface des couches PHY et MAC et permet de relâcher les contraintes de conception spécifiques à ces couches
In this thesis, we propose a design methodology for communication architectures dedicated to wireless sensor network based on impulse radio techniques for UWB communications. The impulse technique proposed in this work relies on pulse shape modulation. The architecture design approach proposed in this thesis focuses on pulses shape and their generation, which is of major interest as it constitutes the carrier of the information exchanged. The study on the choice of pulse shape led us to propose two different architectures. The first one is based on orthogonal polynomials, more especially on the Hermite polynomials, for impulse generation, and on a correlation architecture for detection and recognition of transmitted impulses. The second architecture is based on discrete wavelet packet transform and can be used according two different modes, mono and multi-users. The use of both synthesis and analysis architectures for emitter and receiver, respectively, offers a new way for digital communications and allows the wavelet transform to ensure the impulses generation on the transmitter and their recognition on the receiver. A major interest point of the proposed technique is to facilitate the multi-users access to the ultra-wideband channel and to allow simultaneous communications (many-to-one, from the sensors to the sink) or broadcast (one-to-many, from the coordinator to the nodes) but without overloading the MAC layer. Hence, the proposed architecture is part of the interface between both PHY and MAC layers, and allows to release their specific design constraints

La modulation logique directe des diodes laser est une technique intéressante à la fois pour sa simplicité et pour être la seule parmi toutes les techniques de modulation à permettre l'émission d'un signal codé directement à la sortie de la diode laser. Cette technique, encore utilisée dans l'industrie de transmission à l'heure actuelle, admet deux grands désavantages : elle ne permet qu'un faible débit, généralement inférieur à 1 Gbit/s, et induit une mauvaise qualité spectrale sur le signal émis, limitant ainsi les distances de transmission. Une étude numérique, basée sur la simulation des équations d'évolution des diodes laser, a permis de mettre en évidence d'intéressantes améliorations que peut induire l'utilisation de pré-impulsions et de post-impulsions durant la modulation. En approfondissant l'étude par analyse de l'espace de phase (densité de porteurs, intensité émise), on a pu découvrir un certain "agencement" de ces pré- et post-impulsions qui permet d'aboutir à un "chemin" particulier de l'espace de phase assurant une élimination totale des oscillations de relaxation (responsables de la mauvaise qualité spectrale) et une diminution notable du temps de changement d'état logique (responsable du faible débit). En appliquant numériquement cette technique de l'espace de phase aux diodes laser mono-fréquence, on a remarqué une augmentation notable du débit (comparé à une modulation logique directe conventionnelle) et une amélioration considérable de la qualité du spectre émis. Quand cette technique est appliquée aux diodes FP multi-fréquences, elle permet d'importantes améliorations de leurs performances : un intéressant débit pouvant atteindre 10Gbits/s, une grande amélioration de la précision sur les niveaux logiques et une diminution des effets de mémoire. Ces résultats laissent espérer une revalorisation de ce genre de diodes laser (très bon marché) pour des applications en transmission locale de données.