Algorithmic Optimization of Non-Binary Decoders

Optimisation algorithmique des décodeurs non-binaires Les codes non binaires sont des codes correcteurs d'erreurs très efficaces pour les petites tailles de message. Ils sont de plus naturellement adapté aux modulations codées et permettent ainsi de s'approcher de la capacité du canal. Toutefois, les décodeurs non binaires construit sur des ensembles de cardinalité élevée (supérieure ou égale à 64) sont encore marginalement utilisés dû à leur grande complexité de décodage. Cette thèse étudie et propose de nouveaux algorithmes de simplification du traitement des nœuds de parités pour deux types de codes correcteurs d'erreur Non-Binaire : les codes Low Density Parity Check non-binaire (NB-LDPC) et les codes polaire Non- Binaire (NB-PC). Pour les codes NB-LDPC, une nouvelle technique de décodage appelée "algorithme Best- Request-Default" (BRD) a été proposée. Dans un contexte d'échange de messages tronquées, il devient intéressant de relaxer le principe d'information extrinsèque et de rendre interdépendants les messages échangés sur une connexion entre un nœud de variable et un nœud de parité. Plus précisément, une partie du traitement du nœud de parité sera dédié pour fournir une réponse aux symboles "demandés" par le nœud de variable (terme "request" de l'algorithme). L'algorithme BRD permet de réduire très significativement la taille des messages échangés, et donc, la complexité du décodeur, et ce, sans dégradation significative de performances. Le décodage de code NB-PC de grande cardinalité est un domaine encore très peu exploré et l'état de l'art consiste à l'adaptation de l'algorithme Extended Min-Sum développé pour les codes NB-LDPC aux codes NB-PC. Nous proposons deux optimisations nouvelles : d'une part, une réduction de la complexité du traitement nœud de parité par un traitement asymétrique de ses entrées basés sur un critère de fiabilité relative (algorithme Asymmetrical Extended Min-Sum), d'autre part, une simplification ad-hoc de chaque contrainte de parité en fonction de la polarisation des messages lui arrivant (Polarisation Aware Polar Code Decoder). La combinaison de ces deux optimisations permet de réduire la complexité d'un facteur 2 par rapport à l'état de l'art, de nouveau sans dégradation notable des performances de décodage.