Coordination des ressources radio dans les réseaux multi-UAV directionnels avec réutilisation spectrale

Résumé

Les véhicules aériens sans pilote (UAV) apparaissent aujourd’hui comme une solution prometteuse pour renforcer la couverture et la capacité des réseaux sans fil de nouvelle génération. Cependant, dans un environnement multi-UAV partageant une même bande de fréquences, la réutilisation des ressources radio, l’orientation directionnelle des faisceaux et le contrôle de puissance génèrent une forte interdépendance entre les liaisons et rendent la gestion des interférences particulièrement complexe. Bien que la coordination des ressources radio ait été largement étudiée dans les réseaux sans fil, les approches existantes reposent souvent sur des hypothèses simplifiées ou sur des conceptions partiellement découplées, ce qui limite leur capacité à représenter explicitement le couplage entre orientation des faisceaux, allocation des ressources, contrôle de puissance et interférences dans les scénarios multi-UAV directionnels. Ce travail étudie la coordination radio dans un réseau multi-UAV directionnel en liaison descendante, dans un cadre quasi-statique où les positions des UAV sont supposées données. Un modèle système intégrant la propagation tridimensionnelle, le gain directionnel des antennes, la réutilisation spectrale structurée des ressources radio, ainsi que le calcul du SINR, est d’abord développé. Afin de traiter ce problème dans le scénario considéré, une procédure de coordination radio par blocs avec acceptation sous contraintes est proposée. Cette procédure met successivement à jour l’orientation des faisceaux, l’allocation des ressources radio et les puissances de transmission. À chaque étape, une configuration candidate est évaluée à partir du SINR, des contraintes du problème et du débit total. Elle est retenue uniquement si elle respecte les contraintes et si elle améliore ou conserve la performance courante. L’objectif est ainsi d’obtenir une configuration radio faisable et non dégradante dans un scénario contrôlé, sans revendiquer l’optimalité globale du problème général. Les résultats numériques obtenus dans un scénario contrôlé suggèrent une meilleure gestion effective des interférences inter-UAV et une amélioration du débit global par rapport à des stratégies partiellement découplées. Le comportement itératif observé montre une réduction progressive des variations du débit dans le scénario étudié, ce qui traduit une stabilisation numérique de la procédure sans constituer une preuve d’optimalité globale.

Date	14 juil. 2026
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Kim Khoa Nguyen (Directeur(-trice)) & Mohamed Cheriet (Codirecteur(-trice))