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Réseaux Radio-Logiciels Reconfigurables

Sujet proposé par
Directeur de thèse:
Encadré par
Doctorant: Konstantinos ALEXANDRIS
Unité de recherche UMR 7102 Laboratoire de recherche d'EURECOM

Domaine: Sciences et technologies de l'information et de la communication

Projet

Le département Communications Mobiles d'EURECOM sollicite des candidatures pour un poste de doctorant dans le domaine des réseaux radio-logiciels reconfigurables. Le poste se concentre d’une part sur une conception de systèmes cellulaires flexibles et rentables capables de fournir des mesures et des moyens de contrôle aux opérateurs , utilisateurs et applications, et d’autre part sur l'adaptation et l'optimisation de bout en bout du réseau en temps réel.

Les systèmes cellulaires existants, tels que LTE/LTE-A, sont construits sur des équipements coûteux de propriété et des protocoles de contrôle complexes. Ils n'offrent donc pas suffisamment de souplesse pour adapter [1] : • Le trafic de l'application à l’état actuel du réseau , et • le réseau aux variations du trafic spatio-temporelles.

En effet, les principes de « software-defined-networking » (SDN) et la virtualisation des fonctions de réseau (NFV) - c'est à dire la séparation du plan de contrôle du plan de données , et du matériel du logiciel - sont applicables aux systèmes cellulaires de la prochaine génération et peuvent fournir l'occasion de réaliser la flexibilité requise en réduisant le coût [2][3]. Le SDN fournit des APIs unifiées pour mesurer l'état du réseau et le configurer suivant les besoins des utilisateurs et applications. Le NFV offre la virtualisation des fonctions du réseau sous la forme logicielle permettant de les exécuter en tant que service sur les plateformes de calcul générique [4] . La combinaison des deux concepts permet d’obtenir des réseaux radios logiciels reconfigurables, où la pile protocolaire virtualisée est exécutée sur des machines de calcul haute performance (HPC), et expose les interfaces de configuration aux opérateurs, utilisateurs et applications pour mesurer et contrôler le réseau.

Enjeux

Le candidat sera responsable de la conception et du développement d'un tel « framework » et des APIs associées (potentiellement en se basant sur les plateforme existant [5][6]) en se basant sur les plateformes OpenAirInterface (voir ci-dessous ). L’accent sera mis sur le « handover » des cellules chargées vers des cellules sous-chargées dans un déploiement dense à petites cellules, et des fonctions de gestionnaire des ressources radios (équilibrage de charge, gestion des interférence, QoS, préférences spécifiques des opérateurs). Il ou elle sera également responsable de la mise en place d' expériences réalistes pour analyser et valider le gain d'un tel « framework » par rapport aux systèmes cellulaires classiques .

Le travail sera réalisé dans le cadre du projet européen FLEX . Le projet FLEX vise à construire un banc-de-test LTE/LTE-A pour les expérimentations ouvertes, et son consortium comprend des partenaires industriels renommés ainsi que des universités prestigieuses. Le projet est financé par la Commission Européenne au titre du 7e programme-cadre. Le candidat participera activement à l' avancement du projet.

Enfin, cette thèse a un fort aspect expérimental et utilisera des plateformes OpenAirInterface. Il s’agit de plateformes de développement matériel/logiciel en logiciel libre dont l’objectif est d’aboutir à des innovations pour la prochaine génération de réseaux sans fil. Elles se composent d’une plateforme d’émulation à grande échelle ainsi que d’une plateforme pour les expérimentations temps-réel en mode RF. Elles comprennent le réseau d’accès (eNB+UE) et le réseau de cœur (MME,HSS, S+P-GW) en Rel.8 et un sous-ensemble de Rel.10. Elles disposent d'un riche environnement de développement logiciels (RTAI , Linux , GNU) et fournissent des méthodes de validation du protocole, d’évaluation de la performance et de test du système.

Le candidat sera amené à utiliser ces plateformes et leur environnement pour les expérimentations et les évaluations de performance, il devra également contribuer à leur développement.