Les modulations à phase continue (CPMs) sont des méthodes de modulations robuste à la noncohérence du canal de propagation. Dans un contexte spatial, les CPM sont utilisées dans la chaîne de transmission de télémesure de la fusée. Depuis les années 70, la modulation la plus usitée dans les systèmes de télémesures est la modulation CPFSK continuous phase frequency shift keying filtrée. Historiquement, ce type de modulation est concaténée avec un code ReedSolomon (RS) afin d'améliorer le processus de décodage. Côté récepteur, les séquences CPM non-cohérentes sont démodulées par un détecteur Viterbi à sortie dure et un décodeur RS. Néanmoins, le gain du code RS n'est pas aussi satisfaisant que des techniques de codage moderne capables d'atteindre la limite de Shannon. Actualiser la chaîne de communication avec des codes atteignant la limite de Shannon tels que les codes en graphe creux, implique deremanier l’architecture du récepteur usuel pour un détecteur à sortie souple. Ainsi, on propose dans cette étude d' élaborer un détecteur treillis à sortie souple pour démoduler les séquences CPM non-cohérentes. Dans un deuxième temps, on concevra des schémas de pré-codages améliorant le comportement asymptotique du récepteur non-cohérent et dans une dernière étape on élabora des codes de parité à faible densité (LDPC) approchant la limite de Shannon.

Les modulations à phase continue (CPMs) sont des méthodes de modulations robuste à la noncohérence du canal de propagation. Dans un contexte spatial, les CPM sont utilisées dans la chaîne de transmission de télémesure de la fusée. Depuis les années 70, la modulation la plus usitée dans les systèmes de télémesures est la modulation CPFSK continuous phase frequency shift keying filtrée. Historiquement, ce type de modulation est concaténée avec un code ReedSolomon (RS) afin d'améliorer le processus de décodage. Côté récepteur, les séquences CPM non-cohérentes sont démodulées par un détecteur Viterbi à sortie dure et un décodeur RS. Néanmoins, le gain du code RS n'est pas aussi satisfaisant que des techniques de codage moderne capables d'atteindre la limite de Shannon. Actualiser la chaîne de communication avec des codes atteignant la limite de Shannon tels que les codes en graphe creux, implique deremanier l’architecture du récepteur usuel pour un détecteur à sortie souple. Ainsi, on propose dans cette étude d' élaborer un détecteur treillis à sortie souple pour démoduler les séquences CPM non-cohérentes. Dans un deuxième temps, on concevra des schémas de pré-codages améliorant le comportement asymptotique du récepteur non-cohérent et dans une dernière étape on élabora des codes de parité à faible densité (LDPC) approchant la limite de Shannon. / Continuous phase modulations (CPM) are modulation methods robust to the non-coherency of propagation channels. In a space context, CPMs are used in the communication link between the rocket and the base stations. Since the 70's, the most popular telemetry modulation is the filtered continuous phase frequency shift keying (CPFSK). Traditionally, the CPFSK scheme isconcatenated with a Reed-Solomon (RS) code to enhance the decoding process. At the receiver side, the non-coherent CPM sequences are demodulated through a hard Viterbi detector and a RS decoder. However, the RS's coding gain is no more satisfactory when directly compared to modern coding schemes enable to reach the Shannon limit. Updating the communication link to capacity achieving codes, as sparse graph codes, implies to redesign the receiver architecture to soft detector. In that respect, we propose in this study to design a trellis-based soft detector to demodulate non-coherent CPM sequences. In a second part, we will elaborate precoding schemes to improve the asymptotic behaviour of the non-coherent receiver and in a last step we will build low density parity check codes approaching the Shannon limit.

La communication humaine vise principalement à transmettre de l'information par le biais de l'utilisation de langues. Plusieurs chercheurs ont soutenu l'hypothèse selon laquelle les limites de la capacité du canal de transmission amènent les locuteurs de chaque langue à encoder l'information de manière à obtenir une répartition uniforme de l'information entre les unités linguistiques utilisées. Dans nos recherches, la stratégie d'encodage de l'information en communication parlée est connue comme résultant de l'interaction complexe de facteurs neuro-cognitifs, linguistiques, et sociolinguistiques et nos travaux s'inscrivent donc dans le cadre des systèmes adaptatifs complexes. Plus précisément, cette thèse vise à mettre en évidence les tendances générales, translinguistiques, guidant l'encodage de l'information en tenant compte de la structure des langues à trois niveaux d'analyse (macrosystémique, mésosystémique, et microsystémique). Notre étude s'appuie ainsi sur des corpus oraux et textuels multilingues dans une double perspective quantitative et typologique. Dans cette recherche, la langue est définie comme un système adaptatif complexe, régulé par le phénomène d'auto-organisation, qui motive une première question de recherche : "Comment les langues présentant des débits de parole et des densités d'information variés transmettent-elles les informations en moyenne ?". L'hypothèse défendue propose que la densité moyenne d'information par unité linguistique varie au cours de la communication, mais est compensée par le débit moyen de la parole. Plusieurs notions issues de la théorie de l'information ont inspiré notre manière de quantifier le contenu de l'information et le résultat de la première étude montre que le débit moyen d'information (i.e. la quantité moyenne d'information transmise par seconde) est relativement stable dans une fourchette limitée de variation parmi les 18 langues étudiées. Alors que la première étude propose une analyse de l'auto-organisation au niveau macro- systémique, la deuxième étude porte sur des sous-systèmes linguistiques tels que la phonologie et la morphologie : elle relève donc d'une analyse au niveau mésosystémique. Elle porte sur les interactions entre les modules morphologique et phonologique en utilisant les mesures de la complexité linguistique de ces modules. L'objectif est de tester l'hypothèse d'uniformité de la complexité globale au niveau mésosystémique. Les résultats révèlent une corrélation négative entre la complexité morphologique et la complexité phonologique dans les 14 langues et vont dans le sens de l'hypothèse de l'uniformité de la complexité globale d'un point de vue typologique holistique. La troisième étude analyse l'organisation interne des sous-systèmes phonologiques au moyen de la notion de charge fonctionnelle (FL) au niveau microsystémique. Les contributions relatives des sous-systèmes phonologiques (segments, accents, et tons) sont évaluées quantitativement en estimant leur rôle dans les stratégies lexicales. Elles sont aussi comparées entre 2 langues tonales et 7 langues non-tonales. En outre, la distribution interne de la charge fonctionnelle à travers les sous-systèmes vocaliques et consonantiques est analysée de façon translinguistique dans les 9 langues. Les résultats soulignent l'importance du système tonal dans les distinctions lexicales et indiquent que seuls quelques contrastes dotés d'une charge fonctionnelle élevée sont observés dans les distributions inégales de charge fonctionnelle des sous-systèmes dans les 9 langues. Cette thèse présente donc des études empiriques et quantitatives réalisées à trois niveaux d'analyse, qui permettent de décrire des tendances générales parmi les langues et apportent des éclaircissements sur le phénomène d'auto-organisation. / The main goal of using language is to transmit information. One of the fundamental questions in linguistics concerns the way how information is conveyed by means of language in human communication. So far many researchers have supported the uniform information density (UID) hypothesis asserting that due to channel capacity, speakers tend to encode information strategically in order to achieve uniform rate of information conveyed per linguistic unit. In this study, it is assumed that the encoding strategy of information during speech communication results from complex interaction among neurocognitive, linguistic, and sociolinguistic factors in the framework of complex adaptive system. In particular, this thesis aims to find general cross-language tendencies of information encoding and language structure at three different levels of analysis (i.e. macrosystemic, mesosystemic, and microsystemic levels), by using multilingual parallel oral and text corpora from a quantitative and typological perspective. In this study, language is defined as a complex adaptive system which is regulated by the phenomenon of self-organization, where the first research question comes from : "How do languages exhibiting various speech rates and information density transmit information on average ?". It is assumed that the average information density per linguistic unit varies during communication but would be compensated by the average speech rate. Several notions of the Information theory are used as measures for quantifying information content and the result of the first study shows that the average information rate (i.e. the average amount of information conveyed per second) is relatively stable within a limited range of variation among the 18 languages studied. While the first study corresponds to an analysis of self-organization at the macrosystemic level, the second study deals with linguistic subsystems such as phonology and morphology and thus, covers an analysis at the mesosystemic level. It investigates interactions between phonological and morphological modules by means of the measures of linguistic complexity of these modules. The goal is to examine whether the equal complexity hypothesis holds true at the mesosystemic level. The result exhibits a negative correlation between morphological and phonological complexity in the 14 languages and supports the equal complexity hypothesis from a holistic typological perspective. The third study investigates the internal organization of phonological subsystems by means of functional load (FL) at the microsystemic level. The relative contributions of phonological subsystems (segments, stress, and tones) are quantitatively computed by estimating their role of lexical strategies and are compared in 2 tonal and 7 non-tonal languages. Furthermore, the internal FL distribution of vocalic and consonantal subsystems is analyzed cross-linguistically in the 9 languages. The result highlights the importance of tone system in lexical distinctions and indicates that only a few salient high-FL contrasts are observed in the uneven FL distributions of subsystems in the 9 languages. This thesis therefore attempts to provide empirical and quantitative studies at the three different levels of analysis, which exhibit general tendencies among languages and provide insight into the phenomenon of self-organization.