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Thèse - Simulation Multi-agent pour la prise de décision intelligente dans les réseaux 5G+

CDD / Temporaire(36 mois)
Châtillon
Salaire : Non spécifié
Télétravail non autorisé
Expérience : > 2 ans
Éducation : Bac +5 / Master

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Le poste

Descriptif du poste

Votre rôle est d’effectuer un travail de thèse sur : « Simulation Multi-agent pour la prise de décision intelligente dans les réseaux 5G+»
L’arrivée de la cinquième génération de réseau mobile (5G) marque un tournant dans l’évolution des réseaux mobiles comme elle n’est pas une simple évolution de la 4G mais bien une véritable technologie de rupture.
Les réseaux du futur seront évolutifs, programmables, basés sur une implémentation logicielle et une architecture multicouches ce qui les rend flexible, adaptatif mais aussi difficiles à modéliser et à simuler [1][2]. La gestion de ces réseaux complexes sera aussi assurée par des algorithmes/processus décisionnels qui auront intérêt à s’interfacer à un environnement de simulation pour tester/explorer certaines politiques ou pour gagner en robustesse en jouant des scénarios virtuels en dehors de leur historique d’observations. Bien que la simulation et la prise de décision prédictive via l’IA soient deux domaines différents, ils sont complémentaires et leur combinaison présente un très grand potentiel[3][4].
Ce sujet de thèse se situe au carrefour de la simulation et de l’intelligence artificielle. Le premier objectif est de proposer un simulateur multi-agent pour simuler le réseau 5G qui sera capable d’évaluer les performances d’actions prises par les entités décisionnelles sur le réseau. Il s’agit de modéliser et simuler le réseau de bout-en-bout en tant que système complexe. En effet, la simulation multi-agents est l’une des techniques les plus évoluées pour étudier les systèmes complexes[5][6]. Elle a déjà fait ses preuves dans plusieurs domaines comme la biologie, l’économie, etc.. Contrairement à la simulation numérique classique, basée sur des modèles équationnels, cette technique est basée sur la description des comportements individuels des agents à un niveau micro (entités élémentaires/ agents autonomes) afin de simuler la dynamique globale du système qui émerge à un niveau macro [7]. Elle fournit ainsi une vue globale et fonctionnelle du système à un haut niveau d’abstraction.
Le deuxième objectif de cette thèse se situe autour de l’interaction entre la simulation et la prise de décision intelligente dans le réseau. En effet, l’application des techniques de l’IA pour les réseaux 5G touchera plusieurs niveaux et aspects (Business, sécurité, gestion des ressources…). Un cas d’usage où l’IA jouera un rôle crucial est le placement des ressources réseaux. Le placement peut concerner par exemple des chaines de fonctions réseaux appliquées dans un ordre bien précis à un flux de données, des contre-mesures de sécurité pour empêcher la propagation d’un virus informatique dans le réseau ou des antennes à placer intelligemment pour optimiser la couverture du réseau.
Le doctorant est amené à proposer une/des approches décisionnelles pour un/quelques exemples de cas d’usages cités. Ces approches seront basées sur des techniques de type apprentissage par renforcement (RL) ou apprentissage par renforcement multi-agent (MARL) et doivent s’interagir avec le simulateur pour obtenir de meilleures récompenses et optimiser leurs fonctions objectives.
Un premier défi de cette thèse sera donc de développer un simulateur multi-agent pour les réseaux du futur (virtualisés, multi-couches, 5G+,…). Un deuxième défi est de proposer une/des approches décisionnelle RL ou MARL pour un/quelques exemples de cas d’usage considérés et de les intégrer avec le simulateur. Un troisième défi est de tester et valider les approches et algorithmes proposés, en termes de performances et de flexibilité pour démontrer l’apport de l’hybridation de la simulation multi-agent et l’IA pour la prise de décision intelligente dans les réseaux 5G+.


Profil recherché

Le candidat recherché sera diplômé d’une école d’ingénieur ou titulaire d’un master et aura idéalement une double compétence en réseaux de télécommunications et en IA.
Le candidat devra avoir effectué dans son cursus un ou plusieurs stages de durée suffisante pour démontrer sa capacité à travailler en autonomie et à rédiger des rapports scientifiques.

Compétences :
- Compétences en systèmes multi-agents et en intelligence artificielle (apprentissage par renforcement, apprentissage par renforcement multi-agent).
- Des Connaissances en réseaux de télécommunications (5G, architectures réseau, virtualisation…).

  • Compétences en programmation informatique (python, C++…).
  • Goût prononcé pour la recherche et l’innovation.
  • Capacité d’analyse, rigueur, autonomie, curiosité et un grand sens de l’initiative et du travail en équipe.
  • Niveau avancé en français et en anglais et très bonnes qualités de communication: rédactionnelles, de présentation et de synthèse.

Le plus de l’offre :
Le sujet traité, de par son actualité et son importance, permettra au thésard d’acquérir une expertise reconnue et très prisée dans le rapprochement du monde de l’IA et des réseaux télécoms.
La thèse doit relever plusieurs défis de recherche :
Un premier défi de cette thèse sera donc de développer un simulateur multi-agent pour les réseaux du futur (virtualisés, multi-couches, 5G+,…). Pour ce faire, il est nécessaire de modéliser et simuler le réseau de bout-en-bout en tant que système complexe tout en considérant tous ses composants, ses différents niveaux, avec la possibilité d’implémenter les comportements et les processus de communications entre les agents.
Un deuxième défi est de proposer une/des approches décisionnelle RL ou MARL pour un/quelques exemples de cas d’usage considérés et de les intégrer avec le simulateur. Un troisième défi est de tester et valider les approches et algorithmes proposés, en termes de performances et de flexibilité (via la réalisation de proof-of-concepts) pour démontrer l’apport de l’hybridation de la simulation multi-agent et l’IA pour la prise de décision intelligente dans les réseaux 5G+.

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