Agrégation Dynamique et Verte du Spectre – Green-Dyspan

Le succès croissant des réseaux sans fil mobiles et le déploiement de plus en plus dense des équipements sans fil nécessitent une utilisation des ressources radio extrêmement efficace. Les techniques de communication sans fil traditionnelles supportent exclusivement l’utilisation de bandes spectrales contiguës, qui sont de plus en plus rares aujourd’hui. Dans ce contexte, l’agrégation du spectre a été récemment proposée comme une technique prometteuse, qui permet de combiner les bandes spectrales contiguës et non-contiguës afin de former des canaux virtuels en large-bande, permettant ainsi d’augmenter significativement l’efficacité spectrale.

Malgré son rôle important dans les communications sans fil du futur, la recherche sur l’agrégation du spectre vient de commencer ; beaucoup de problèmes fondamentaux restent encore ouverts, parmi lesquels l’efficacité énergétique a une importance cruciale, due à l’augmentation explosive du coût de l’énergie dans les réseaux sans fil émergents et à ses effets environnementaux. En plus, dans la pratique, les efficacités spectrale et énergétique sont souvent deux objectifs contradictoires (le fait de scanner une large bande de fréquence, et aussi de sauter fréquemment d’un canal à un autre pour augmenter l’efficacité spectrale, peut engendrer un surcoût énergétique significatif). Il s’avère donc crucial d’attaquer les efficacités spectrale et énergétique d’une façon conjointe, et développer des mécanismes d’agrégation du spectre parvenant à atteindre un équilibre entre les deux.

S’inscrivant dans ce contexte, le projet Green-Dyspan a pour but de mener une étude systématique sur l’agrégation du spectre tout en incorporant les efficacités spectrales et énergétiques. Spécifiquement, nous proposons de (1) développer un cadre théorique pour quantifier le compromis entre les efficacités spectrales et énergétiques ; (2) concevoir des mécanismes d’agrégation dynamique et verte du spectre, qui puissent parvenir à atteindre un équilibre en incorporant l’hétérogénéité spectrale et l’observation imparfaite du système dû à différentes contraintes physiques ; (3) implémenter les mécanismes proposés dans des testbeds réels, pour capturer les impactes des couches basses et les contraintes pratiques sur les performances des solutions proposées.

Dans ce projet, de nouveaux modèles mathématiques seront développés, basés sur la théorie de la décision et la théorie des jeux, tout en incorporant des techniques avancées sur la communication sans fil et le traitement du signal, ainsi qu’une approche cross-layer. Ces outils nous permettront de développer et implémenter des solutions novatrices d’agrégation du spectre, qui permettront d’accroître de manière significative les performances spectrale et énergétique des futurs systèmes de communication sans fil.