Synchronisation de porteuse à très faible rapport signal à bruit pour applications satellite large-bande

Cette thèse traite du problème de la synchronisation de porteuse pour la transmission de données entre un satellite géostationnaire et un terminal utilisateur. L'étude menée ici se rapporte plus précisément à des systèmes multimédia large bande exploitant les bandes Ku/Ka. Les systèmes actuellement envisagés se fondent par ailleurs sur des modulations de phase et les normes les plus récentes privilégient des ordres de modulations élevés afin d'augmenter l'efficacité spectrale des systèmes. A faible rapport signal à bruit, les techniques de synchronisation classiques ne sont pas suffisamment performantes pour garantir la qualité de service requise. Les algorithmes proposés dans cette étude se fondent sur le décodage souple d'un code de parité simple pour la synchronisation de phase porteuse. Nous étudions d'abord comment extraire une information de décodage à partir des symboles reçus, et comment l'exploiter lors de la synchronisation de phase. Deux algorithmes de synchronisation issus du maximum de vraisemblance sont déduits de cette approche, le premier fondé sur une boucle de phase et adapté aux transmissions continues, le second sur un estimateur direct et adapté à des transmissions par paquets courts. Les résultats de simulations présentés dans cette thèse sont fondés sur un modèle de transmission inspiré de la norme DVB-S2. Nous montrons que dans un contexte tel que celui de transmissions multimédia par satellite, les algorithmes proposés constituent une alternative intéressante à l'utilisation de symboles pilotes pour l'initialisation d'algorithmes itératifs plus performants.This thesis is devoted to the carrier synchronization aspects in data transmission systems involving a geostationnary satellite and low-cost user terminals. The study is focused on wideband multimedia communication systems operating in Ku- or Ka-band. The recent standards DVB-S2 and DVB-RCS are designed to provide high quality data transmission in such context. They involve powerful channel codes such as LDPC codes and turbo-codes, that make possible to envisage very low signal-to-noise ratios. High order phase modulation schemes with coherent demodulation are suited to increase the spectral and power efficiency. The carrier synchronization in the receiver is then critical to provide sufficient demodulation performance, in order to fully benefit from the code capacity. The classical techniques perform poorly at low signal to noise ratio.The proposed carrier synchronization algorithms are based on the soft decoding of a short single parity check code. The soft decoding of a single parity check code is adressed first, then applied to derive two soft decision directed phase synchronisation schemes. A phase detector, well suited to continuous transmissions, is proposed at first. For burst transmissions, a feedforward estimator is then derived. All simulation results presented here are based on a transceiver model inspired from DVB-S2 standard. For applications involving turbo-like channel codes, the proposed algorithms shall represent an alternative to the pilot-aided approach to provide the prior phase estimates required to initiate more powerful iterative algorithms.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF