Constellations finies et infinies de réseaux de points pour le canal AWGN

Abstract

On étudie le problème de la transmission de l'information à travers le canal AWGN en utilisant des réseaux. On commence par considérer des constellations infinies. Une nouvelle famille de réseaux obtenus par Construction A à partir de codes linéaires non binaires est proposée. Ces réseaux sont appelés LDA ("Low-Density Construction A") et sont caractérisés par des matrices de parité p-aires creuses, qui les mettent en relation directe avec les codes LPDC. Deux résultats sur leur possibilité d'atteindre la capacité de Poltyrev sont provés ; cela est d'abord démontré pour des poids des lignes logarithmiques des matrices de parité associées, puis pour des poids constants. Le deuxième résultat est basé sur certaines propriétés d'expansion des graphes de Tanner correspondants à ces matrices. Un autre sujet de ce travail concerne les constellations finies de réseaux. une nouvelle preuve est donnée du fait que des réseaux aléatoires obtenus par Construction A generale atteignent la capacité avec décodage de type "lattice decoding". Cela prolonge et améliore le travail de Erez et Zamir (2004), Ordentlich et Edrez (2012) Ling et Belfiore (2013). Cette preuve est basée sur les constellations de Coronoï et la multiplication par le coefficient de Wiener ("MMSE scaling") du siganl en sortie du canal. Finalement, ce résultat est adapté au cas des réseaux LDA, qui eux aussi atteignent la capacité avec le même procédé de transmission. Encore une fois, il est nécessaire d'exploiter les propriétés d'expansion des graphes de Tanner. A la fin de la dissertation, on présente un algorithme de décodage itératif et de type "message-passing" approprié au décodage des LDA en grandes dimensions.