Description du projet
Se préparer aux communications de «véhicule à tout» de l’ère 6G
Les communications sans fil avancées au-delà de la 5G et de la 6G comportent leur lot de défis critiques. Avec les surfaces intelligentes reconfigurables (RIS), les systèmes mMIMO (entrées multiples, sorties multiples massives) sans cellule et les technologies V2X (véhicule à tout), il est devenu nécessaire de révolutionner la connectivité. Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet VeXaRIS fera appel aux RIS et aux mMIMO sans cellule pour optimiser l’efficacité spectrale/énergétique des communications V2X, éliminant les problèmes de transfert et réduisant la consommation d’énergie. Les RIS actives améliorent la qualité du signal, mais exigent une gestion prudente de la consommation d’énergie. VeXaRIS sera à l’avant-garde des solutions fermées pour un mMIMO efficace pour le V2X, en équilibrant la qualité du signal et la consommation d’énergie. Une approche fédérée de l’apprentissage permettra également de lutter contre les effets du vieillissement des canaux, garantissant ainsi des performances durables dans des environnements dynamiques. VeXaRIS inaugure l’innovation sans fil du futur.
Objectif
The reconfigurable intelligent surfaces (RIS), cell-free (CF) massive multiple-input multiple-output (mMIMO), and vehicle-to-everything (V2X) are key technologies for next-generation wireless communication, i.e. beyond 5G and 6G. The CF mMIMO involves deploying many APs in a large geographical area to jointly serve all users. V2X allows vehicle user equipment (VUEs) to communicate with base stations, pedestrians, and other vehicles. The high mobility of VUEs leads to frequent handovers and channel ageing. This makes the CF mMIMO ideal for V2X since handovers are eliminated. To reduce the impact of channel ageing, more APs must be deployed which increases the power consumption. The RIS comprises many passive reflecting elements (REs), which can independently induce phase and amplitude change, with marginal power needs. Thus, the RIS can improve the spectral/energy efficiency (SE/EE). However, the passive RIS suffers from double-fading attenuation which may be detrimental for VUEs.
This proposal seeks to analyze the SE/EE of the active RIS (aRIS)-aided CF mMIMO enabled for V2X. Each AP serves VUEs with the aid of multiple aRISs. We will derive closed-form solutions for the uplink/downlink SE by assuming imperfect channel state information, spatially correlated Rician channels, and channel ageing. For the aRIS, while increasing the reflected signal amplitude improves the desired signal, it also enhances the noise. Also, the aRIS requires extra power to amplify the signal which grows the network power consumption. The tradeoff between the SE and EE will be analyzed to identify the best operating regions. Increasing the APs (or VUEs) transmit power may increase the SE but saturates at a point due to interference. Therefore, we seek to jointly optimize the power, aRIS amplitude and phase with the objectives of (1) maximizing the sum SE (2) maximizing the EE. Finally, we propose a federated learning algorithm for CSI forecasting to mitigate channel ageing effects.
Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinateur
91120 Palaiseau
France