Impulse noise detection techniques for retransmission to reduce delay in DSL systems

To protect Digital Subscriber Line (DSL) systems against impulse noise (IN), interleaving combined with Reed-Solomon (RS) coding is typically deployed in the conventional DSL standards. However, interleaving introduces a long delay. To reduce such delay in conventional DSL systems that are corrupted by IN, retransmission can be used instead of interleaving. For an effective retransmission, reliable detection of corruption due to IN is required. In this thesis, we consider three detection approaches. The first one is based on the RS decoding status since the decoder either detects the number of corrected errors or reports the failure of decoding when the errors exceed its correction capability. Retransmission is required when the transmitted codeword cannot be decoded. The second one uses the square distance method in which erasures are marked for unreliably received samples and retransmission is issued when the number of erased samples exceeds a certain threshold. Finally, the third one takes advantage of the unused tones in DSL systems in order to detect whether IN is present. For all the above approaches, we analyze the average retransmission delay and bit error rate (BER) and provide simulation results to validate the analysis. It is found that the "Decoding Status" approach can reliably indicate received signals corrupted by IN. We consider it a trustful way to correct the symbols and detect the errors since the probability of wrong decoding for the received symbol is very low. In the frequency selective fading channel and with the presence of Repetitive Electrical Impulse Noise (REIN), numerical results using different parameters such as various channel responses and IN powers show that retransmission offers a short delay while effectively avoiding transmission errors. Specifically, with the "Decoding Status" approach, the error caused by REIN can be completely avoided with the average retransmission delay of around 0.029ms and the maximum round-trip delay of 0.75ms.Pour protéger les systèmes de ligne d'abonné numérique (DSL) contre le bruit impulsif (IN), les normes conventionnelles de DSL sont typiquement déployées avec de l'entrelacement combiné au codage Reed-Solomon (RS). Cependant, l'entrelacement introduit un long retard. Afin de réduire ce retard dans les systèmes conventionnels de DSL qui sont corrompus par l'IN, une retransmission peut être utilisée au lieu de l'entrelacement. Pour une retransmission efficace, une détection fiable de l'altération causée par l'IN est nécessaire. Dans cette thèse, nous considérons trois approches de détection. La première est basée sur le statut du décodage RS puisque le décodeur détecte le nombre d'erreurs corrigées ou bien signale qu'il a échoué quand le nombre d'erreurs dépassent sa capacité de correction. Une retransmission est nécessaire quand le mot codé transmis ne peut pas être décodé. La deuxième méthode emploie la méthode des distances carrées dans laquelle les suppressions sont marquées pour les échantillons reçus non fiables et une retransmission est émise quand le nombre d'échantillons supprimés dépasse un certain seuil. Enfin, la troisième méthode est de profiter des tonalités inutilisées dans les systèmes de DSL afin de détecter si l'IN est présent. Pour toutes les approches ci-dessus, nous analysons le retard moyen et le taux d'erreur sur les bits (BER) et nous fournissons des résultats de simulation pour valider l'analyse. Il est constaté que l'approche du statut de décodage peut indiquer de manière fiable les signaux reçus corrompus par IN et nous le considérons comme une manière efficace pour corriger les symboles et pour détecter les erreurs puisque la probabilité de mauvais décodage pour le symbole reçu est très basse. Dans la voie sujette à évanouissement progressif de fréquences avec la présence de bruit électrique impulsif répétitif (REIN), les résultats numériques utilisant des paramètres différents tels que de diverses réponses de voies de transmission et de diverses puissances du IN prouvent que la retransmission offre un court retard tout en évitant efficacement les erreurs de transmission. Spécifiquement, avec l'approche du statut de décodage, l'erreur provoquée par le REIN peut complètement être évitée avec un délai de retransmission moyennant 0.029ms et un retard aller-retour maximale est de 0.75ms