Les Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication (STIC) continuent de progresser de façon spectaculaire dans tous les domaines de l'ingénierie ou de la production, des secteurs les plus traditionnels jusqu'aux industries de pointe. Les technologies mettant en oeuvre le traitement du signal et l'informatique permettant la mise au point de modèle de plus en plus réalistes, sont et seront à la base d'importantes innovations dans presque tous les secteurs de l'activité humaine : ingénierie, télécommunications, éducation, médecine, environnement, prévisions météorologiques, défense, transports, commerce et distribution, finance, loisirs, etc. Avec les outils de traitement et de modélisation, les STIC permettent également de nombreuses avancées dans les autres sciences : physique, chimie, biologie, sciences de la terre, sciences humaines ou sociales, etc. Dans le domaine des télécommunications, de nombreux secteurs sont concernés par l'apport de ces nouveaux outils. Dans le domaine du traitement de la parole, les performances des codeurs ont tendance à se dégrader au fur et à mesure que leurs débits diminuent, même si leurs conceptions font appel à des modèles de plus en plus sophistiqués. Le choix d'un codeur de parole est un compromis entre différents facteurs : qualité souhaitée, débit et complexité. En téléphonie acoustique numérique sous-marine, la portée dépend de la fréquence sachant que les fréquences élevées sont rapidement amorties. Des bas, très bas débits sont nécessaires pour atteindre des distances acceptables. On fera appel à des codeurs bas, voir très bas débits suivant la qualité de parole souhaitée. La montée en puissance des processeurs de signaux (Digital Signal Processor DSP), une puissance multipliée, par un facteur de l'ordre de 1000 dans les quinze dernières années, permet d'offrir aujourd'hui une large gamme de choix pouvant répondre à la plupart des situations rencontrées dans le domaine industriel. Après les codeurs temporels à hauts débits type MIC (64 kbits/s), MICDA DECT( Digital European Cordless Telephone 32 kbits/s), MIC bande élargie(64 kbits/s), les codeurs mixtes (paramétriques et temporels) à bas débits de type CELP{Code Excited Linear Prediction}} (4.8 kbits/s) ou MELP{Mixed Excited Linear Prediction}} (2.4 kbits/s), avec leurs nouveaux algorithmes de compression offrent de très bonne qualité de parole. La première partie de mes travaux de recherche a été consacrée au codage de source avec l'étude et le développement d'un codeur de type CELP (5,45 kbits/s) et à son implémentation sur un DSP{de type Motorola fréquence d'horloge 27 Mhz, 13.5 MIPS). Compte tenu des contraintes temps réel, l'intégration a été entièrement réalisée en langage d'assemblage, elle fait l'objet d'un chapitre dans le rapport final. Dans le domaine des communications numériques, après transmission sur un canal physique, le flux de données est entaché d'erreurs provenant de phénomènes d'évanouissements, d'interférences entre symboles, de bruits d'origines diverses (thermique, milieu, etc..). En codage canal, l'arrivée des systèmes itératifs, connus sous le nom de "Turbo Codes", avec les deux grandes familles, TCC (Turbo Codes Convolutifs) et TCB (Turbo Codes en Blocs), est à l'origine de nombreuses avancées permettant de récupérer l'information émise quasiment sans erreur dans les conditions de fonctionnement. Le codage de canal permet ainsi en réception, après égalisation éventuelle et démodulation, de corriger les erreurs de parcours avec un pourcentage de réussite très élevé. Les TCC et les TCB commencent à être intégrés dans différentes normes (satellites, communications mobiles, télévisions numériques etc.) et de nombreux travaux visent à les intégrer dans les secteurs les plus divers. Le département Signal et Communications de l'ENST-Bretagne s'intéresse plus particulièrement au TCB, à la fois à partir des codes BCH binaires, et des codes de Reed-Solomon RS. En 1996 j'ai commencé les premiers travaux d'intégration des TCB sur processeurs de signaux (DSP). Avec ses très grandes possibilités de parallélisme, l'option circuit permet d'atteindre des débits très élevés. L'option DSP apporte une très grande souplesse malgré son parallélisme limité et permet une évolutivité au niveau de l'intégration et de la mise à jour rapide des systèmes. Différents algorithmes ont été mis en oeuvre pour le décodage pondéré des TCB, à la fois de type BCH (Chase-Pyndiah, Chase-Hartmann-Rudolph-Nazarov) et de type RS (Chase-Pyndiah-Berlekamp-Massey), dans le cadre des thèses que j'ai co-encadrées et de différents travaux réalisés dans le cadre de contrats (SEEE-AM sur canal VLF-LF) ou de projets DS-GET (codage canal pour BLUETOOTH avec TCB, communications indoor sur canal 60 GHz. Les différents algorithmes ont été initialement développés en langage C en format flottant. Les implémentations{l'implémentation des codes RS est aujourd'hui en cours de développement dans le cadre d'un nouveau projet}, en format fixe, sur processeurs de signaux ont été optimisées en langage d'assemblage (DSP Motorola 56xxx, DSP Texas Instruments TMS320C6201) Avant de conclure un dernier chapitre est plus particulièrement consacré à la présentation d'une approche des activités temps réel. Il nous permet de présenter la téléphonie acoustique sous-marine et notamment les différentes plate-formes mises en oeuvre au cours des essais de 1994 et ceux de 2003 dans rade de Brest. Une plate forme temps réel d'essais de Turbo codes en blocs est également présentée. Son objectif est plus pédagogique. Un certain nombre de conclusions sont tirées en fin de rapport avant de présenter les perspectives pour la suite des travaux.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00693927 |
| Date | 01 June 2006 |
| Creators | Goalic, André |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | habilitation ࠤiriger des recherches |
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