Thèse Techniques d'Accès Multiple Écoénergétiques pour les Réseaux sans Fil de Prochaine Génération H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Informatique et sciences du numérique École doctorale : Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication Laboratoire de recherche : Laboratoire des Signaux et Systèmes Direction de la thèse : Sahar HOTEIT ORCID 0000000262915391 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59 Alors que nous évoluons vers les réseaux 6G et cherchons à surmonter les limitations des techniques d'accès multiple non orthogonal (NOMA), notamment en termes de complexité élevée de l'annulation successive d'interférences (SIC), une nouvelle approche appelée accès multiple par séparation de débit (RSMA) a été proposé. Le RSMA agit comme un pont entre les technologies d'accès multiple par division spatiale (SDMA) et NOMA, ces deux dernières pouvant être considérées comme des cas particuliers du RSMA. Le RSMA se distingue par sa flexibilité dans la gestion des interférences en fonction de leur niveau. L'idée principale consiste à diviser les messages des utilisateurs au niveau de l'émetteur en parties communes et privées, tandis que du côté du récepteur, il permet une décodage partiel des interférences et un traitement partiel de celles-ci comme du bruit. Il a été démontré que le RSMA généralise, unifie et, en fin de compte, surpasse le NOMA et le SDMA en termes d'indicateurs clés de performance (KPI) pour les réseaux sans fil de prochaine génération.

Étant donné que l'efficacité énergétique constitue un indicateur clé de performance essentiel pour les futurs systèmes sans fil (les réseaux 6G devant atteindre une amélioration allant jusqu'à 100 fois par rapport à la 5G), l'objectif de cette thèse de doctorat est de concevoir un cadre RSMA éco-énergétique pour les réseaux sans fil de prochaine génération.

Parallèlement, les systèmes d'antennes à pincement (PASS) ont récemment émergé comme une technologie d'antenne prometteuse, à faible coût, éco-énergétique et hautement flexible pour les futurs réseaux 6G, suscitant un intérêt croissant. L'intégration des PASS avec les techniques d'accès multiple de nouvelle génération (NGMA) peut encore améliorer les performances du système.

Ce projet de doctorat vise à étudier un système multi-utilisateurs basé sur le RSMA, en mettant l'accent sur l'efficacité énergétique, dans lequel le système adapte dynamiquement l'utilisation des composantes de message commun et les stratégies de regroupement des utilisateurs. Ces adaptations peuvent, par exemple, être basées sur : (i) le niveau d'interférence (déterminant si un décodage complet ou partiel des interférences est nécessaire), et (ii) les contraintes de consommation d'énergie, en tenant compte de la puissance requise pour la coopération entre utilisateurs et la mise en oeuvre de l'annulation successive d'interférences (SIC). L'objectif global est de maximiser l'efficacité énergétique tout en maintenant une faible complexité de la SIC. En outre, l'étude explorera l'optimisation des ressources, notamment l'allocation des blocs de ressources radio, l'allocation de puissance et l'optimisation du positionnement des antennes à pincement le long des guides d'onde. This PhD project aims to investigate a multi-user RSMA-based system with a focus on energy efficiency, where the system dynamically adapts the use of common message components and user clustering strategies. Such adaptations may be based, for example, on: (i) the level of interference (determining whether full or partial interference decoding is required), and (ii) energy consumption constraints, accounting for the power required for user cooperation and successive interference cancellation (SIC) implementation. The overall objective is to maximize energy efficiency while maintaining low SIC complexity. In addition, the study will explore resource optimization, including radio resource block allocation, power allocation, and optimization of pinching antenna positioning along the waveguides. PhD Objectives:
- Conduct a comprehensive literature review on NOMA and RSMA systems as well as on pinching antennas architectures
- Develop novel system models integrating pinching antenna architectures with advanced multiple-access schemes.
- Formulate optimization problems for joint power allocation and pinching antenna positioning from an energy-efficiency perspective.
- Design efficient solution algorithms using heuristics or machine learning techniques.
- Perform numerical evaluations and comparisons with fixed and flexible antenna architectures and different multiple access schemes.
In this PhD, we will formulate optimization problems for joint power allocation and pinching antenna positioning from an energy-efficiency perspective and we will design efficient solution algorithms using heuristics or machine learning techniques.