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22 mai 2019

Proposition Thèse NOMA pour Réseaux Ad-Hoc/ PhD Proposal NOMA for ad-hoc networks


Catégorie : Doctorant


Proposition Thèse NOMA pour Réseaux Ad-Hoc/ PhD Proposal NOMA for ad-hoc networks

Recherche candidat(e) pour thèse CIFRE (3ans) entre Thales SIX GTS France (Genneviliers, France) et le laboratoire IRIT, UMR5505 (site Toulouse INP, Toulouse, France).

 

Open 3 years CIFRE funded PhD position between ThalesSIX GTS France (Genneviliers, France) and IRIT laboratory (Toulouse INP, Toulouse, France).

Accès non-orthogonale aux ressources et techniques de réception associées

pour les réseaux ad hoc mobiles

Une principale innovation de la 5G consiste à relaxer les contraintes d’accès en autorisant un accès non-orthogonale aux ressources en temps et en fréquence. L’ensemble des techniques implémentant ce type d’accès est souvent référencé sous l’appellation Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA). Cette famille de techniques est exploitée différemment en fonction des cas d'usage, par exemple pour augmenter le débit du système ou pour multiplexer beaucoup d'utilisateurs dans le cas des services de type massive Machine Type Communications (mMTC), où beaucoup de capteurs doivent être gérés par le système.

 

Cependant les cas d'usage de la 5G ne couvrent pas encore l'utilisation du NOMA dans le cadre des réseaux sans fils ad hoc mobiles (Mobile Ad hoc NETworks - MANET). Ces réseaux posent des défis de taille en termes de passage à l’échelle (nombre de nœuds) et flexibilité du réseaux (diversité de services supportés) qui doivent être assurés tout en maitrisant la quantité et fréquence de la signalisation et la complexité du système. Le but de cette thèse de doctorat est d'étudier l'adaptation des techniques NOMA aux couches basses (PHY/MAC) des MANET, pour contribuer à la solution des défis précédemment décrits.

Le doctorant devra dans un premier temps prendre connaissance avec l'état de l'art de schémas NOMA à partir des propositions publiées dans la littérature et proposées au 3GPP. Il devra également faire le point sur les récepteurs avancés qui permettent de traiter efficacement la présence de signaux superposés aux récepteurs. Ensuite, en considérant le cadre d’application pratique des réseaux ad hoc mobiles (MANET) de type terrestres ou aéronautiques, le candidat devra proposer/designer des schémas NOMA candidats bien adaptés au cas d’usage MANET. L’étude, à la fois théorique et par simulation, se concentrera sur la levée des verrous techniques les plus importants en couche PHY pour les schémas candidats. Ces verrous se situent au niveau de l’égalisation, l’estimation de canal, la gestion des imperfections de couche PHY (décalage des horloges), la synchronisation, sans négliger la maitrise de la complexité globale du récepteur. Pour ce faire, le doctorant pourra aussi s’appuyer sur les avancées récentes sur les algorithmes de réceptions issus de l’inférence sur les graphes et de leur instanciation dans un cadre « machine learning » (deep networks, deep unfolding, etc.).

Une dernière étape des travaux de thèse consistera dans l’estimation du gain apporté par les techniques NOMA proposées dans un réseau MANET complet, en utilisant des modèles du réseau simplifiés.

Environnement

La thèse sera réalisée entre la société Thales SIX GTS France et le laboratoire IRIT, UMR 5505.

Au sein de Thales SIX GTS France, une des missions du centre de compétence Hardware Technologies, Tools & Engineering, est la définition de protocoles radio et des traitements numériques du signal qui seront utilisés dans les équipements, leur implémentation et leurs évolutions. Les travaux seront réalisés sur le site de Gennevilliers, France.

Le partenaire académique est le laboratoire IRIT, UMR5505, Toulouse, France. Le candidat intégrera l’équipe Signal & Communications de l’IRIT localisée sur le site de l’ENSEEIHT, Toulouse INP, Toulouse, France.

Profil du candidat

Projets d'école, de fin d’étude ou de stage dans le domaine des communications numériques. Avoir réalisé le dît stage ou projet sur les techniques NOMA ou sur les systèmes 5G (couche PHY/MAC) est un plus.

Le(la) candidat(e) a une forte motivation pour la recherche, il/elle est autonome, proactif(ve), créatif(ve), aime étudier et résoudre des problèmes nouveaux.

Le niveau de formation attendu est un BAC +5, diplôme d’ingénieur ou Master 2. Présenter un diplôme de Master 2 avec un volet d’initiation à la recherche est un plus.

Des compétences et ou des bases dans un ou plusieurs des sujets suivants sera évalué positivement :

Le(la) candidat(e) a des bonnes compétences en C/C++ et/ou Matlab/Python.

Contacts

Pour soumettre votre dossier ou avoir plus d’information, contacter :

antonio.cipriano@thalesgroup.com, charly.poulliat@enseeiht.fr

 

 

 

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Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) and related receiver techniques

for mobile ad hoc networks

Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) is one of 5G fundamental technologies. This family of techniques is exploited differently according to the use cases, for instance, it can be used for increasing the system spectral efficiency or for multiplexing a high number of users in the case of massive Machine Type Communications (mMTC), when the system must manage a huge amount of sensors.

Nevertheless, 5G is still not covering NOMA in the framework of Mobile Ad hoc NETworks - MANET. These networks set strong challenges in terms of network scalability (on the number of network nodes) and flexibility (support of heterogeneous services). Such features should be provided by a viable design which masters the network signaling burden, and the overall system complexity. The goal of the PhD work is to study the adaptation of NOMA techniques to PHY and MAC layers of MANETs for contributing to the solution of the previous challenges.

The PhD student will first study the state of the art of NOMA schemes starting from available publications in the open literature and in 3GPP documentation. He/She will also take stock of the available advanced receivers which allow to efficiently deal with superposed signals. Then, in the framework of MANET applications, the PhD student will select few NOMA schemes well suited to the use cases. The study, which can be based on analysis or simulations, will focus on solving the most critical problems towards a practical application of NOMA at PHY layer. The issues are related to equalization, channel estimation, processing of PHY layer imperfections (e.g. clock frequency offsets), and synchronization. The proposed solutions must also care about the global receiver complexity, which should be acceptable. For achieving these objectives, the PhD student can also leverage on recent advances of receiver algorithms based on machine learning techniques, like deep learning, deep unfolding.

A final goal of the PhD thesis is to estimate the gain of the introduction of NOMA techniques at system level, i.e. on the overall MANET. This assessment will be done by using simplified network models.

Environment

The thesis is founded by Thales SIX GTS France and will be supervised in collaboration with the CNRS IRIT laboratory.

Inside Thales SIX GTS France, Hardware Technologies, Tools & Engineering is a technological center dealing with different aspects of radio products going from protocol design, down to waveform definition, digital processing for wireless receivers and their implementation in hardware. Part of the work will be located in Gennevilliers, France.

For the academic part, the PhD candidate will be part of the Signal & Communications team at IRIT laboratory, located at ENSEEIHT/Toulouse INP, Toulouse, France.

Candidate profile

The candidate shall have strong motivation for research (be autonomous, proactive, creative, with good problem-solving capabilities).

An engineer diploma or master (M2) with good skills and backgrounds in one or several of the following topics will be evaluated positively:

·advanced receivers / signal processing for wireless communications

·NOMA in 5G systems

·Coding theory

·estimation theory

·algorithm on graphs

·machine learning algorithms (applied to NOMA)

·basic knowledge of multi-user and/or multi-antenna (MIMO) systems.

 

 

 

The candidate shall have good code writing skills in C/C++ and/or Matlab/Python.

 

Contacts

For further information or application, please contact:

antonio.cipriano@thalesgroup.com, charly.poulliat@enseeiht.fr

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