APERÇU

Diverses techniques et produits de pointe de correction aval des erreurs techniques ont été mis au point ces dernières années au Centre de recherches sur les communications Canada (CRC). Ces techniques et produits entrent dans les trois catégories suivantes :

• Technologie des entrelaceurs
• Hypercodes
• Codecs Viterbi ultra-rapides

Technologie des entrelaceurs

L’entrelaçage est un élément clé de nombreux systèmes de communications numériques qui demandent un codage avec une correction aval des erreurs. L’entrelaçage des symboles codés offre une forme de diversité dans le temps pour assurer une protection contre la corruption localisée et les salves d’erreurs. Dans le passé, la stratégie d’entrelaçage était normalement liée à la méthode FEC choisie. Les méthodes FEC concaténées, telles que la méthode convolutionnelle concaténée et les codes Reed-Solomon, faisaient partie des exceptions. Dans le cas présent, les paramètres d’entrelaçage sont sélectionnés avec soin pour qu’ils puissent s’adapter aux capacités de correction des erreurs des codes utilisés. Récemment, les entrelaceurs sont devenus partie intégrante de la conception du code lui-même. C’est le cas pour les codes Turbo et de genre Turbo. Des activités de recherche sont menées continuellement pour identifier les entrelaceurs idéaux pour de tels codes.

Le CRC a perfectionné plusieurs technologies d’entrelaceur qui sont utiles à la fois pour l’entrelaçage des voies et pour la conception de codes Turbo pour les grandes distances. Les différents types d’entrelaceurs sont indiqués ci-après. Les entrelaceurs Golden et les entrelaceurs DRP pour les Turbo-codes sont décrits en détail ci-dessous.

• Entrelaceurs G (Golden) et DG (Dithered Golden)
• Entrelaceurs HSR (High-Spread Random)
• Entrelaceurs DD (Dithered Diagonal)
• Entrelaceurs DRP (Dithered Relative Prime)

Entrelaceurs Golden

Les entrelaceurs Golden fournissent une solution stratégique à toute longueur de salve d’erreurs. Avec les entrelaceurs Golden, il n’est pas nécessaire de prendre en compte la profondeur d’entrelaçage ni de concevoir l’entrelaceur pour un type de voie particulier ou pour une longueur de salve d’erreurs correspondant au scénario le plus défavorable. Trois nouveaux types d’entrelaceurs Golden ont été mis au point. Ils sont appelés entrelaceurs GR (Golden Relative), entrelaceurs Golden, et entrelaceurs DG (Dithered Golden). Ces entrelaceurs possèdent d’excellentes propriétés d’étalement et répondent à de nombreuses applications. Les deux premiers entrelaceurs sont d’excellents entrelaceurs de voie et le troisième fonctionne bien avec des Turbo-codes.

Entrelaceurs DRP pour Turbo-Codes

Les entrelaceurs DRP (Dithered Relative Prime) sont très structurés et sont idéals pour concevoir des banques d’entrelaceurs à faible mémoire pour les Turbo-codes. Chaque entrelaceur peut être mémorisé et mis en oeuvre (à la volée si désiré) en utilisant seulement quelques paramètres. Ces entrelaceurs sont conçus pour fonctionner avec une terminaison double et un écrêtage double. La résolution de la banque d’entrelaceurs est déterminée par la taille de la fenêtre de vibration «M». Pour les tailles moyennes de blocs (c.-à-d. K=256 à 4 096), si la valeur M est fixée à 8, la résolution de la banque sera en octets. La structure des entrelaceurs DRP facilite la recherche de l’espace de l’entrelaceur pour des codes longues distances.

Les banques d’entrelaceurs sont actuellement disponibles pour les codes à 4, 8 et 16 états, avec des polynomes RSC (réaction, correction aval) respectivement de (7,5), (13,15) et de (23,35) octaux. Les longueurs des blocs varient de 32 à 65 536 bits. La résolution de la banque dépend de la taille des blocs, avec une résolution de 8 bits (octets) offerte pour la plupart des longueurs de blocs d’intérêt particulier. Des banques d’entrelaceurs additionnelles sont développées selon les besoins.

Hypercodes

Les HyperCodes (appelé aussi codes améliorés des produits Turbo - eTPC) appartiennent à une famille de codes FEC à correction des erreurs qui emploie le décodage itératif.

L’objectif des HyperCodes est d’améliorer la performance des codes de produit en ajoutant des contraintes de codage additionnelles (souvent diagonalement) à un code de produit standard. Par exemple, un code de produit (17,16)³ a d_min = 8; un HyperCode associé de taille (17,16)·(17,16)·(18,16) a d_min = 14 – doublant presque la distance minimale du code de base du produit, tout en maintenant une structure très homogène (ce qui est essentiel pour la mise au point de matériel à haute vitesse).

Bien qu’elle ait été développée au Centre de recherches sur les communications Canada, cette technologie a été transférée sous licence au secteur privé. Des codeurs/décodeurs HyperCodes sont maintenant offerts par AHA (www.aha.com) sur circuits intégrés et sur composants.

Codecs Viterbi ultra-rapides pour les plates-formes PC

Ces codecs sont d’efficace implementations de codecs convolutif/Viterbi qui fonctionnent avec les processeurs Pentium et le système d'exploitation Windows. Les débits de décodage informatique sont supérieurs à 6 Mbps sans équipement en plus. Logiciel simulation qui permet la mesure du rendement dans le bruit blanc Gaussien additif (BBGA) est aussi compris.

PUBLICATIONS

De nombreux documents ont été publiés sur la technologie FEC. Ces documents sont disponibles en communiquant avec les personnes-ressources ci-dessous ou en visitant le site web de Technologie de la correction aval des erreurs.

PRODUITS LIVRABLES

Cette technologie de correction aval des erreurs est disponible auprès du CRC par le truchement d’ententes de licence et du transfert du savoir-faire technique sur la base du recouvrement des coûts.

PROTECTION

Correction aval des erreurs

Dossier #10146 : Codes à haute performance et à faible complexité pour la correction d’erreurs
Brevet américain n^o 6,145,111
Demande de brevet du Marché commun européen n^o 998 115 338
Demande de brevet canadien n^o 2,245,601

Dossier #10161 : Méthode de traitement amélioré de probabilité maximale a posteriori
Brevet américain n^o 6,145,114
Demande de brevet du Marché commun européen n^o 98 115 339.8
Demande de brevet canadien n^o 2,245,603

Dossier #10207 : Méthode et système de conception d’entrelaceurs à distance et élargissement élevés pour les turbo-codes
Brevet américain n^o 6,728,927
Brevet canadien n^o 2,348,941

Dossier #10233 : Bancs d'enterlaceurs à faible memoire et haute performance pour turbo-codes
Brevet américain n^o 6,857,087
Brevet canadien n^o 2,390,096

Dossier #10291 : Structure de code, codeur, méthode de codage, et decodeur et méthode de décodage associés, et structure de code décodable par iteration, codeur, méthode de codage, et décodeur iteratif et méthode de décodage iterative associés
Brevet américain n^o 6,944,803
Demande de brevet canadien n^o 2,352,644

Détection multi-utilisateur

Dossier #10131 : Détecteur pour signaux numériques codés multiples
Brevet américain n^o 6,161,209
Demande de brevet canadien n^o 2,201,460

CONTACTS

John Lodge
Gestionnaire du Programme de Recherche
Traitement de signaux de télécommunications
Téléphone : (613) 998-2284
Télécopieur : (613) 990-6339
Courriel : john.lodge@crc.gc.ca

Jeet Hothi
Directeur, Bureau de transfert de technologie
Téléphone :(613) 990-2089
Télécopieur : (613) 990-7671
Courriel : jeet.hothi@crc.gc.ca