Accès massif pour l'IoT dans la 5G et au delà

Discipline

Electronique des hautes fréquences, photonique et systèmes

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

NOMA, Groupement d’utilisateurs, Contrôle de puissance, IoT, Accès massif, Apprentissage par renforcement

Mots-clés

Systèmes de communication sans fil - Innovation,

Internet des objets,

Accès multiple par différence de code

L’intégration de l’internet des objets dans les futures générations de systèmes de communication sans-fil a émargée des défis techniques très intéressant, particulièrement pour la couche MAC où les techniques d’allocation de ressources existantes deviennent très rapidement inefficaces avec le nombre d’objets connectés attendu. En effet, l’évolution drastique du nombre de appareils connectés nécessite un système qui supporte un trafic sporadique et qui garantit en même temps des performances fiables et une meilleure qualité de service. Dans ce contexte, les techniques d’accès classiques basées sur un multiplexage orthogonal des utilisateurs ne sont plus en mesure de faire face à cette demande croissante et explosive de trafic en raison de la largeur de bande de transmission extrêmement limitée. Ainsi, les techniques d’accès multiples non orthogonales (NOMA) sont considérées comme des solutions prometteuses pour répondre à la demande d’accès massive et à l’évolution de la demande de bande passante en permettant à plusieurs utilisateurs d’accéder à la même ressource temps-fréquence. Dans cette thèse, nous considérons les techniques NOMA dans le domaine de puissance pour des transmissions en liaisons montantes et descendantes. Pour garantir le niveau requis de QoSdans le réseau, les algorithmes d’appariement des utilisateurs en des clusters que nous avons proposé tiennent compte de la capacité globale du réseau ainsi l’équité entre les utilisateurs, et permettent en même temps d’établir une connectivité massive. Ainsi, nous proposons des techniques d’allocation de ressources et de contrôle de puissance pour améliorer les performances du système en termes de débit utile et nombre d’utilisateurs connectés. Pour surmonter le problème de collisions dû aux interférences inter-cellulaire, nous auront recours aux techniques d’apprentissage par renforcement afin d’optimiser l’allocation des ressources. Les techniques proposées montrent l’intérêt des techniques NOMA par rapport à l’accès classique orthogonal, et pointe des futures directions de recherche à investiguer afin de rendre possible l’intégration de cette technique, qui est plutôt à ses débuts, dans les futurs systèmes de communication.