Développement de nouvelles techniques de modulation, de codage et de détection pour les systèmes de communications OFDM dans un environnement à bruits impulsifs α-stables symétriques (AWSαSN)

Abstract

En théorie des communications, l’hypothèse d’un bruit à distribution gaussienne a permis de simplifier considérablement la conception des systèmes de communication. Cependant, le modèle gaussien devient inapproprié pour les systèmes de communications où l’environnement de bruit est de nature impulsive. C’est les cas, par exemple, des communications hautes fréquences, des communications sous-marines et des communications large bande par courant porteur (PLC). Les distributions α-stables symétriques, qui sont une variante des distributions non gaussiennes à variance infinie, permettent de modéliser mieux les bruits impulsifs. Cette hypothèse est justifiée par le biais du théorème de la limite centrale généralisé. Ce travail de thèse s’inscrit dans ce contexte et a pour objectif le développement de nouvelles techniques de modulation, de codage et de détection dans le contexte des systèmes de communications basés sur l’OFDM, où le bruit sera modélisé par des distributions α-stables symétriques (AWSαSN). Dans ce cadre, nous avons investigué plusieurs techniques permettant de surmonter les contraintes sévères d’un canal AWSαSN et d’améliorer ainsi la qualité de la transmission. Ces techniques sont basées notamment sur le codage convolutionnel à décodage de Viterbi sous-optimal, le filtrage adaptatif et la technique AMC appliquée aux sous-canaux OFDM. Les performances de ces approches ont été évaluées en traitant différents scénarios de bruit SαS. Premièrement, nous avons considéré le cas des milieux moyennement impulsifs, et par la suite le cas où le bruit est très impulsif. Le schéma proposé est appliqué au système OFDM dans un canal d'évanouissement de Rayleigh. Les transmissions sont analysées selon différentes combinaisons de schémas de modulation numérique (BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM) et de taux de code convolutionnels (1/2, 2/3, 3/4). Les résultats de la simulation montrent l'efficacité de nos solutions, en particulier la technique hybride, pour l'annulation du bruit et l'amélioration des performances du BER même dans le cas d'un fort bruit impulsif.