Allocation de ressources dans un contexte Cell-less pour les réseaux sans fil 5G

Resource allocation in a cell-less context for 5G wireless networks

• Auteur / Autrice : Christopher Merlhe
• Direction : Bernard Cousin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 15/09/2024
• Etablissement(s) : Université de Rennes (2023-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes) - ADOPNET
• Jury : Président / Présidente : Xavier Lagrange
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Cousin, Lila Boukhatem, Cédric Guéguen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marceau Coupechoux, Thi-Mai-Trang Nguyen
• DOI : 10.70675/2f85ce2fz4abbz4c99za690z21f94d75312e

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes de communication sans fil

5G (téléphonie mobile)

Allocation de ressources (radiotéléphonie)

Qualité de Service (télécommunications)

Mots clés libres

Allocation des ressources

Cell-Less

Réseaux sans fil

5G

Qualité de service

Efficacité énergétique

Resource Allocation

Cell-Less

Wireless Network

5G

QoS

Energy Efficiency

Résumé

L’augmentation significative du nombre d’utilisateurs ayant des besoins toujours croissants, l’émergence de nouveaux services et de nouvelles applications ont amené les réseaux mobiles à évoluer. Les travaux de cette thèse ont pour objectif de répondre à ces enjeux. La première partie de cette thèse s’intéresse particulièrement à l’allocation des ressources classique et fournit quatre contributions : une analyse de la diversité multi-utilisateur, deux nouvelles solutions d’ordonnancement et une nouvelle solution de routage. Les résultats de ces travaux montrent que ces contributions apportent des solutions pour répondre aux enjeux des réseaux mobiles 5G de demain en augmentant par exemple l’efficacité spectrale et l’efficacité énergétique, la qualité de service tout en réduisant le délai global des utilisateurs. Fort de ces résultats et des analyses qui en découlent, la deuxième partie de cette thèse se concentre sur l’allocation des ressources dans un contexte ''Cell-less''. Cette approche innovante permet notamment d’avoir une prise de décision de manière logiquement centralisée. Cela sied tout particulièrement à la gestion des interférences inter-cellulaires, où deux nouvelles solutions sont présentées dans cette thèse. Les résultats montrent une augmentation de l’efficacité spectrale et une réduction du délai des utilisateurs, particulièrement pour ceux en bordure de cellule. De plus, les résultats obtenus via l’approche ''Cell-less'' sont accrus grâce à l’utilisation du Joint-Transmission Coordinated MultiPoint.

The significant increase of the number of users with ever-growing needs, the emergence of new services and new applications have led mobile networks to evolve. The main objective of this thesis is to respond to these challenges. The first part of this thesis focuses on classical resource allocation and provides four contributions: a multi-user diversity analysis, two new scheduling solutions and a new routing solution. The results of this work show that these contributions provide solutions to meet the challenges of tomorrow’s 5G mobile network, by, for instance, increasing spectral and energy efficiencies, increasing the QoS while reducing the user delay. Based on these results and the ensuing analysis, the second part of this thesis focuses on resource allocation in a ''Cell-less'' context. This innovative approach enables logically centralized decision making. This is particularly efficient for inter-cell interference management, where two new solutions are presented in this thesis. The results show an increase in spectral efficiency and a reduction in user delay, particularly for those located at cell-edges. In addition, the results obtained with the ''Cell-less'' approach are enhanced by the use of Joint-Transmission Coordinated MultiPoint.