mardi 28 avril 2026

par BUTEL Nathalie

Anderson Lourenço de Araujo, soutiendra sa thèse de doctorat le mardi 28 avril 2026 à 14h00 au laboratoire i3S dans la salle 007 du bâtiment Euclide B.

La thèse a été réalisée dans le pôle COMRED sous la direction de Luc DENEIRE et Guillaume URVOY KELLER.

 

Résumé : 
L’estimation précise de la consommation énergétique des systèmes 5G New Radio (NR) demeure complexe en raison du grand nombre de paramètres et de choix d’implémentation influençant la consommation à plusieurs niveaux, en particulier lorsque les Radio Access Network (RAN) et les user equipment (UE) sont considérés conjointement. Les modèles de bout en bout existants reposent généralement sur des abstractions grossières de la baseband unit (BBU), où la consommation est évaluée à partir de paramètres de haut niveau tels que la bande passante ou le nombre d’antennes. Il manque ainsi un cadre de modélisation évolutif capable de modéliser la structure algorithmique des systèmes 5G NR. 

Ce travail propose le développement d’un modèle modulaire de consommation énergétique 
fondé sur la chaîne de traitement physical layer (PHY-layer), avec un accent particulier sur 
les algorithmes du BBU, dont les exigences computationnelles ont fortement augmenté dans les déploiements virtualisés et infonuagiques. L’approche retenue consiste à décomposer  l’estimation énergétique en composants associés à chaque étape de traitement du BBU. Chaque composant est modélisé à partir des spécifications de la norme 5G NR et d’implémentations réelles, la consommation étant déterminée en fonction de la complexité algorithmique et des caractéristiques matérielles des unités de calcul. Le modèle est validé au moyen de simulations et d’implémentations logicielles 5G réelles, notamment  OpenAirInterface (OAI). 

Les résultats montrent que le cadre proposé fournit, au niveau algorithmique, une estimation 
énergétique détaillée pour le RAN et l’UE, adaptée aux phases amont de conception et 
d’optimisation. La validation indique que la précision globale s’améliore avec la qualité du 
canal : l’énergie totale est surestimée de +206% à 0 dB et l’erreur est réduite de −7% à 10 dB. Les blocs fortement consommateurs en opérations matricielles et en SVD sont identifiés 
comme les principales sources d’erreur au niveau des blocs, en raison des différences entre 
les algorithmes implémentés dans le modèle analytique et ceux utilisés pour la validation. 

La contribution principale de ce travail réside dans la proposition d’un cadre de modélisation 
énergétique évolutif, modulaire et fondé sur les algorithmes pour les systèmes 5G NR, ouvrant la voie à la conception d’algorithmes plus sobres en énergie et à l’élaboration de stratégies d’optimisation intégrant explicitement la contrainte énergétique.