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Intégration de fonctions de communication et de localisation/détection dans les réseaux sans fil distribués

Défis technologiques Electronique et microélectronique - Optoélectronique Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

L'étude proposée porte sur l'intégration de fonctions de détection et de communication (ISAC) au sein des réseaux sans fil de future génération. Selon ce nouveau paradigme, les réseaux de communication sont censés acquérir de façon autonome des informations relatives au contexte et/ou à l’environnement (ex. positions/vitesses des terminaux mobiles et des objets non connectés, présence de murs ou d'obstacles...). On s’attend par ailleurs à ce que les futurs réseaux sans fil soient moins centralisés et plus coopératifs, visant notamment une plus faible latence de fonctionnement, une meilleure adaptabilité vis-à-vis des besoins réels des utilisateurs, ou encore une résilience accrue face aux interruptions de service locales.

Dans le cadre de cette thèse, on se propose ainsi d'étudier de nouvelles formes distribuées d'ISAC. On cherchera dans un premier temps à concevoir des algorithmes coopératifs de localisation, de détection et de cartographie radio, tirant profit de multiples transmissions entre utilisateurs mobiles et/ou vis-à-vis de stations de base. Ces algorithmes devront garantir une bonne résolution spatiale, tout en étant adaptés aux spécificités de réseaux massivement distribués et scalables. Un autre objectif consistera à réduire l’impact des nouvelles fonctions de localisation et de détection sur le service de communication sous-jacent, par le biais de stratégies optimisées d'allocation de ressources (puissance, temps, fréquence…) et de signalisation. Enfin, on étudiera de nouveaux schémas de communication s’appuyant sur les informations de localisation et de détection ainsi collectées (ex. mécanismes d’association dynamiques et proactifs, exploitant conjointement les positions prédites des utilisateurs et des obstacles mobiles). Parmi les différents outils et méthodes envisagés pour résoudre les problèmes d'optimisation multi-objectifs précédents, les approches à base d'apprentissage automatique seront prises en considération.

Ces propositions algorithmiques seront validées au moyen de simulations numériques, ainsi que de données expérimentales. Ces dernières seront issues de campagnes de mesures dédiées, menées dans un autre laboratoire du CEA-Leti et en mobilisant des moyens matériels assez uniques (dont un sondeur du canal radio large-bande et multipoints, ainsi que divers prototypes de surfaces intelligentes reconfigurables, tous développés dernièrement au CEA-Leti).

La thèse se déroulera dans un environnement de travail stimulant, international et multidisciplinaire, au carrefour des communautés de R&D académiques et industrielles, en combinant recherche exploratoire et développements pratiques. En évoluant dans le cadre privilégié d'un projet de recherche européen collaboratif, le candidat aura également l'occasion d'interagir scientifiquement avec de nombreuses équipes de recherche, au CEA comme en dehors.

Les résultats obtenus contribueront à la spécification des futurs réseaux de communication, ouvrant la voie à des interactions plus étroites avec leur environnement physique, ainsi qu'à une plus grande frugalité en termes de ressources consommées.

Pour en savoir plus:
- https://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti/Pages/recherche-appliquee/solutions-technologiques/communication-sans-fil-reseaux.aspx
- https://www.linkedin.com/in/benoit-denis-cea/

Laboratoire

Département Systèmes (LETI)
Service Technologies Sans Fils
Laboratoire Signal Protocoles et Plateformes Radio
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