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Les concepts mis en œuvre dans les turbocodes

Dossier - Les fascinants turbocodes
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Les turbocodes font appel à des techniques de codage et de décodage correcteur d'erreurs dont les principes s'apparentent à ceux mis en œuvre pour construire et résoudre des grilles de mots croisés. Entrez dans le monde fascinant des turbocodes.

  
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Pour parvenir à une performance quasi optimale, les turbocodes exploitent un certain nombre de concepts innovants, tant du côté du codage que de celui du décodage. Dans de nombreux laboratoires, ces concepts font l'objet d'études approfondies et aussi d'extensions à des fonctions autres que le codage correcteur.

Tout d'abord, l'idée originale majeure exploitée dans la construction du turbocode est un concept largement répandu dans de nombreux domaines scientifiques : plutôt que de vouloir traiter en une fois un problème complexe (un seul code convolutif avec plusieurs dizaines de mémoires), ne peut-on pas séparer ce problème en deux sous-problèmes simples et les traiter successivement en mettant en œuvre un processus itératif ?

Quels sont les concepts mis en œuvre dans les turbocodes ? © Genkur, Shutterstock

En l'occurrence, sachant que la complexité du décodeur croît de manière exponentielle avec le nombre de mémoires du codeur, il vaut bien mieux décoder deux petits codes qu'un seul code dont le nombre d'états possibles (si le codeur possède m mémoires, le nombre d'états possibles est 2m) se compterait par milliers ou millions.

Processus itératif et concept de contre-réaction

Cette idée de processus itératif pour faciliter le décodage met en œuvre le concept de contre-réaction, principe essentiel du turbodécodage. Ce principe est d'ailleurs maintenant appliqué à d'autres problèmes de traitement de l'information tels que la démodulation (opération d'extraction des informations binaires à partir des signaux analogiques reçus), l'égalisation (fonction correctrice des défauts du canal de transmission), la synchronisation (récupération des bases de temps à partir des signaux reçus). Si on savait la mettre en œuvre dans la vie courante, la contre-réaction serait la technique qui permettrait, en remontant le temps, de revenir sur des décisions ou des choix malheureux, et ainsi d'éviter les erreurs, les accidents, les conflits...

Dans un circuit électronique, remonter le temps est possible, puisque les informations reçues peuvent être mises en mémoire et disponibles à tout instant, jusqu'à un certain niveau de rétrospection. Il est alors possible de tirer parti des observations prises à l'instant courant pour modifier, si possible dans le bon sens, les décisions prises dans le passé.

Concept d'information extrinsèque

Le principe du décodage s'appuie aussi sur un autre concept original d'information extrinsèque, illustré, ici encore, par une situation de la vie quotidienne. Supposons que vous vouliez, avant de l'acheter, vous faire une opinion sur un livre récent. Vous vous procurez deux journaux spécialisés avec l'intention de faire une synthèse. La critique est très mauvaise dans les deux cas et vous n'achetez pas le livre. Ce que vous ne saviez pas, c'est qu'il s'agissait du même critique qui, intervenant sous deux pseudonymes différents, a éreinté le livre dans les deux journaux. Vous vous êtes fait posséder par la corrélation. Deux informations corrélées sont deux informations qui, en partie ou en totalité, proviennent de la même source et un organe de décision ne doit absolument pas utiliser deux fois la même information sous peine de voir une erreur s'amplifier, s'il s'agit d'un traitement répété.

L'information extrinsèque, c'est justement ce qui aide à échapper à la corrélation, c'est ce qui est apporté de vraiment nouveau par une information complémentaire, et qui n'a pas encore été exploité dans la prise de décision. Ainsi, si vous pensez, en première analyse, que la deuxième ligne de la grille de l'illustration 5 (voir page précédente) contient « GAMMA » et que vous tenez mordicus à la première lettre : « G », vous aurez du mal à converger. Il faut aussi tenir compte des autres lettres de la première colonne : « D-DUS », qui constituent l'information extrinsèque relative au « G » supposé.