Nouvelles architectures pour les systèmes sans fil du futur

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Les exigences clés pour les réseaux mobiles de 5e génération (5G) sont des débits de données élevés, une faible latence et une connectivité massive. Une augmentation de capacité de1000 fois dans les données mobiles est attendue. Il est clair que de nouvelles technologies de couche physique devront être développées. Une application qui bénéficiera grandement des réseaux mobiles 5G, est l'Internet des objets (Internet of Things, IoT). L'IoT massif a été identifié comme l'un des principaux cas d'utilisation des réseaux mobiles 5G. Cela inclura à la fois des communications de type machine à faible coût, longue portée et faible puissance ainsi que des communications de type machine à large bande. Afin d'atteindre les objectifs de faible coût et de faible énergie, nous proposons d'étudier des réalisations sous optimales, mais ayant des performances acceptables. Cette proposition comporte trois objectifs à court terme. Le premier objectif est de développer de nouvelles technologies de codage de couches physiques peu coûteuses et à faible énergie pour l'Internet des objets. Nous examinerons les codes polaires et les codes de contrôle de parité à faible densité (LDPC) couplés spatialement. Le deuxième objectif est de développer de nouvelles formes d'onde peu coûteuses et à faible énergie pour l'efficacité spectrale et l'accès multiple pour l'Internet des objets. Nous étudierons les nouvelles techniques multiporteuses basées sur les bancs de filtres et le multiplexage par répartition orthogonale généralisé. Le troisième objectif consiste à étudier de nouvelles architectures pour la mise en oeuvre de ces nouvelles technologies de couche physique en utilisant des plateformes de type FPGA (Field Programmable Gate Array). Des implémentations simples et directes seront d'abord considérées, suivies de diverses implémentations de complexité réduite, sous-optimales, mais donnant des performances acceptables. Les systèmes MIMO seront aussi considérés. Nous allons développer une chaine de communication d'Internet des objets sur Matlab qui sera utilisée pour vérifier les résultats de performance analytique et qui servira de base pour évaluer les performances des implémentations FPGA. Les résultats de cette proposition de recherche permettront la mise en oeuvre, à un coût acceptable, des puissants algorithmes requis dans les systèmes de communication sans fil pour l'Internet des objets. Cela aidera les entreprises canadiennes à fabriquer de meilleurs produits pour les communications mobiles et l'Internet des objets à un prix inférieur à celui de leurs concurrents étrangers.