Reconfiguration du réseau mobile O-RAN pour des communications axées sur les objectifs

O-RAN mobile network reconfiguration for goal-oriented communications

• Auteur / Autrice : Nizar Choubik
• Direction : Sahar Hoteit
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences des réseaux, de l'information et de la communication
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2025
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Signaux et Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Télécoms et Réseaux
• Partenaire(s) de recherche : Référent : CentraleSupélec

Mots clés

Mots clés libres

Communications axées sur les objectifs

Architecture Open-RAN

Intelligence artificielle

Réseaux 6G

Open-RAN architecture

Goal-oriented communications

Artificial intelligence

6G networks

Résumé

La durabilité et la sobriété énergétique doivent guider la conception des futurs réseaux. Il est impératif que l'infrastructure et les services mobiles aient une empreinte environnementale très faible. Afin d'atteindre cet objectif de sobriété, la consommation d'énergie doit évoluer de manière harmonieuse avec la charge de trafic, avec une consommation d'énergie nulle à charge nulle et une consommation proche de zéro à faible charge. Le mode veille a été identifié dès les premiers déploiements des réseaux 4G comme un facteur essentiel pour l'efficacité énergétique. Le déploiement des réseaux 5G coïncide avec la prise de conscience par tous les acteurs de l'urgence d'assurer la sobriété énergétique, et les systèmes de mode veille suscitent à nouveau de l'intérêt. L'organisme de normalisation 5G/6G (3GPP) travaille à la définition des facilitateurs du mode veille et a identifié des contraintes pratiques concernant la mise en œuvre du mode veille, en particulier l'existence de périodes de transition d'une durée non négligeable avant de mettre les ressources du réseau en mode veille ou de les réveiller, ce qui pose des défis importants pour obtenir des gains réalistes avec le mode veille. D'autre part, les réseaux 6G devraient permettre le développement d'applications d'automatisation industrielle, notamment le contrôle à distance de machines/robots/véhicules dans les zones industrielles. Ces applications nécessitent la génération d'énormes quantités de données provenant de capteurs, dont la transmission et le traitement nécessiteraient une grande quantité d'énergie s'ils n'étaient pas effectués de manière optimale. La communication orientée vers les objectifs est un nouveau paradigme qui a émergé ces dernières années et dans lequel la mesure de la performance n'est pas formulée en termes de débit ou de délai, mais en termes d'objectif d'application. L'objectif est ici directement lié à la performance de la tâche réalisée par l'application, telle que l'estimation de la source ou l'apprentissage fédéré. Les communications orientées vers un objectif contribuent à la sobriété énergétique en ne transmettant que les paquets de données qui contribuent de manière significative à l'objectif, ce qui permet de réduire la charge de trafic et de mettre certaines parties du réseau en mode veille.

Sustainability and energy sobriety should guide the design of future networks. It is mandatory that the mobile infrastructure and services have a very low environmental footprint. In order to achieve this sobriety target, the energy consumption should scale gracefully with the traffic load, with a zero-energy consumption at zero load, and a near-zero consumption at low load. Sleep mode has been identified since the first deployments of 4G networks as an essential enabler for energy efficiency. The deployment of 5G networks coincides with the awareness of all actors about the urgency of ensuring energy sobriety, and sleep mode schemes are again gaining interest. The 5G/6G standardization body (3GPP) is working towards the definition of sleep mode enablers, and identified practical constraints about the sleep mode implementation, especially the existence of transition periods of non-negligible length before putting network resources in sleep mode of awakening it, which introduces important challenges for the realistic gains with sleep mode. On the other hand, 6G networks should enable the development of industrial automation applications, including the remote control of machines/robots/vehicles within industrial areas/ These applications require the generation of a huge amounts of sensor data, whose transmission and processing would require a large amount of energy consumption if not performed in an optimal way. Goal-oriented communications is a new paradigm that emerged in the past few years, and where the performance metric is not formulated in terms of throughput or delay, but in terms of an application goal. Goal is here directly related to the performance of the achieved application task, such as source estimation or federated learning. Goal-oriented communications contribute to the energy sobriety by only transmitting data packets that contribute significantly to the goal, allowing ta reduced traffic load and the possibility to put parts of the network into sleep mode.