Conception et optimisation de codes AL-FEC : les codes GLDPC-Staircase

Ferdaouss Mattoussi 1
1 PRIVATICS - Privacy Models, Architectures and Tools for the Information Society
Inria Grenoble - Rhône-Alpes, CITI - CITI Centre of Innovation in Telecommunications and Integration of services
Résumé : Ce travail est consacré à la conception, l'analyse et l'optimisation des codes correcteurs d'effacements de niveau applicatif (AL-FEC). Nous nous intéressons à une famille des codes LDPC généralisés (GLDPC), nommés les codes GLDPC-Staircase, qui sont composé d'un code LDPC-Staircase code de base ainsi que des codes Reed-Solomon (RS) (codes externes). Dans la première partie de cette thèse, nous commençons par montrer que les codes RS ayant une construction basée sur la matrice "quasi" Hankel sont les codes MDS les plus appropriés pour obtenir la structure des codes GLDPC-Staircase. Ensuite, nous proposons un nouveau type de décodage à ces codes, baptisé décodage hybride (IT/RS/ML), pour atteindre les capacités de correction du décodage par maximum de vraisemblance (ML) avec de faible complexité. Afin d'étudier l'impact de la structure des codes GLDPC-Staircase sur le décodage, nous proposons une autre construction : ils diffèrent sur la nature des symboles de redondance LDPC générés. Puis, pour prédire le seuil de décodage et les écarts par rapport à la limite de Shannon des codes GLDPC-Staircase, nous élaborons une analyse asymptotique en fonction de la technique d'évolution de densité (DE), les technique EXIT (Extrinsic Information Transfer) et la théorème d'air. Finalement, en se basant sur l'analyse à taille finie et l'analyse asymptotique, nous réglons les importants paramètres internes de ces codes pour obtenir la configuration optimale sous le décodage hybride (IT/RS/ML). La deuxième partie de la thèse est consacrée à l'étude des codes GLDPC-Staircase dans diverses situations. Tout d'abord, nous montrons que ces codes ont des performances asymptotiquement très proches des limites théoriques de Shannon. En plus, à taille fini, ils permettent d'atteindre d'excellentes capacités de correction d'effacements (i.e., très proches de celle des codes MDS idéal) peu importe la taille des objets : très faible overhead de décodage, faible plancher d'erreur, et une zone ``waterfull'' raide. Nous montrons aussi que ces codes surpassent les codes Raptor, les codes LDPC-Staircase, et un autre code GLDPC avec une construction differente. Finallement, nous proposons une méthodologie générale pour régler le problème de l'impact de l'ordonnancement des paquets sur les performance des codes GLDPC-Staircase sur un grand nombre des canaux à effacements (avec perte en rafale ou pas). Cette étude montre le meilleur ordonnancement de paquets. Tous les résultats mentionnés ci-dessus montrent que les codes GLDPC-Staircase peuvent considérés comme des codes FEC de niveau applicatif (AL-FEC) universelle.
Mots-clés : Effacement
Type de document :
Thèse
Cryptographie et sécurité [cs.CR]. Université de Grenoble, 2014. Français. 〈NNT : 2014GRENM012〉
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Ferdaouss Mattoussi. Conception et optimisation de codes AL-FEC : les codes GLDPC-Staircase. Cryptographie et sécurité [cs.CR]. Université de Grenoble, 2014. Français. 〈NNT : 2014GRENM012〉. 〈tel-01548385〉

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