Theoretical study on feasibility of over-the-Air computing (AirComp) in linearization for telecommunication network

Le laboratoire est une unité mixte CNRS, CentraleSupelec, Université Paris-Saclay et Sorbonne Université. Créé en 2015, il est le fruit de la fusion du LGEP (Laboratoire de Génie Electrique de Paris, unité mixte d’origine) avec une partie de l’équipe d’accueil d’ex-Supélec et l’équipe d’accueil L2E (Laboratoire d’Electronique et d’Electromagnétisme) de Sorbonne Université. Il est installé sur le campus de CentraleSupélec de l’Université Paris-Saclay à Gif-sur-Yvette et sur le campus Pierre et Marie Curie de Sorbonne Université à Paris.

Avec 250 collaborateurs, dont 130 permanents (chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs et techniciens) et environ 80 doctorants, il constitue l’un des laboratoires les plus importants en Ile de France dans le domaine de l’«Electrical Engineering ». Il relève exclusivement des sections 08 du CNRS et 63 du CNU.

Les travaux de recherche réalisés au sein de l’unité combinent une triple approche : théorie-modélisation numérique - caractérisation et validation expérimentale. Ils sont répartis sur 3 pôles qui permettent de mener des activités sur un continuum qui s’étend des matériaux aux systèmes électroniques ou de conversion d’énergie. Deux centres d’expertise transversaux viennent en appui. Le premier qui capitalise les travaux liés à une compétence historique du laboratoire sur la modélisation numérique des systèmes électromagnétiques avec une orientation vers les problèmes multiphysiques, couplés. Le second qui regroupe les nombreuses plateformes expérimentales du laboratoire avec pour objectif premier la mutualisation des compétences en matière d’instrumentation ainsi que le partage des savoir-faire et des moyens.

Context: This work is part of the research activities carried out within GeePs Laboratory (UMR CNRS 8507). The work carried out on this theme aims to analyze the feasibility of employing the over-the-air computing (AirComp) technique for the linearization of telecommunication networks.

    The linearization of RF power amplifier (PA) in a base station commonly employs a digital predistortion (DPD) technique which needs the characterization of the PA. This research aims to investigate and to develop an innovative approach for the linearization of RF systems by leveraging AirComp within the framework of edge computing. The proposed study will investigate the potential of utilizing computing resources at multiple user equipment (UE), such as mobile phones, for some preliminary results and transmit these results back to the base station through AirComp for the correct coefficients of the DPD. The research will focus on mathematical study by modeling the system while considering the accuracy requirement of training DPD models. The outcomes of this study have the potential to guide RF system design, offering improvements in energy consumption, reliability, and overall network efficiency. This internship will be followed with a PhD project.

More details of project can be seen on: https://siqi-wang-sorbonne.github.io/

Objective:

• Study the theory of AirComp and DPD: Understand and make simulation of AirComp. Investigate and implement digital predistortion (DPD) algorithm for adaptive linearization of antenna array.
• Computation of DPD with AirComp: Combining the developed codes for AirComp and DPD for cosimulation. Explore the integration of DPD training algorithms with AirComp.

Étudiant/Étudiante de Master 2 de type Sciences de l’Ingénieur en électronique.