II-EN: Radio Testbed Upgrade to Enable Wideband and MIMO Experiments

II-EN:无线电测试台升级以实现宽带和 MIMO 实验

基本信息

项目摘要

The project upgrades the Cognitive Radio Network Testbed (CORNET) at Virginia Tech (VT) by adding new processing, networking and radio frequency (RF) hardware and software and redesigning the testbed architecture to enable cutting edge research across many engineering and science disciplines. CORNET currently comprises 48 software programmable radio nodes that have facilitated experimental research and education in wireless communications for seven years. The upgrade will add the necessary radio and computing infrastructure to support compelling CISE research and experimentation in emerging and new technological/regulatory/economic areas in communications, computing and transportation, among others, through collaborations with computer science, electrical and computer engineering and aerospace and ocean engineering researchers at Virginia Tech. The new CORNET testbed enables advancing research in radio frequency (RF) spectrum access, resource virtualization for effective on demand service provisioning through sharing, and federation of distributed resources (RF spectrum, radio nodes, computing nodes, testbeds) with applications to coexistence of government commercialcommunications systems and radars, autonomous vehicles, fifth generation (5G) cellular communications, Internet of Things, and many others. The proposed upgrades are needed to enable CORNET to continue to serve cross department and interdisciplinary research needs at Virginia Tech. The testbed allows a diverse student and faculty population to learn, cooperate and innovate in science and technology across several disciplines. The educational activities include extending undergraduate and graduate classes at Virginia Tech with experimental hands on sessions that leverage the new testbed capabilities.The project focuses on three core thrusts: (a) Hardware upgrade, (b) Network/resource management upgrade (virtualization, computing clusters, better scheduling), (c) User software upgrade (preconfigured experiments & tutorials). The hardware upgrade adds 30 wide-band Ettus Research USRP X310 software defined radio (SDR) front ends (X310s) with 60 wide-band daughter boards and multiple antennas. A high performance computing cluster consisting of 30 multi-core servers to form a nontraditional shared baseband processing center. The distributed RF front ends are connected to the central computing cluster through a dedicated 10 Gbps Ethernet network that allows flexible association. Proposed software upgrades allow resource virtualization for efficient radio, computing and network resource sharing and better support for user and experiment management. One of the four indoor testbed floors will be equipped with 12 pairs of X310s that can be configured for MIMO operation or use as transceiver and monitor. Additional X310 pairs will be installed, one pair on each of the remaining three floors, and current hardware redeployed to support as many concurrent users and use case scenarios as possible. The configuration enables experimental investigation of spatial multiplexing, diversity, beam forming, and direction-finding techniques and related communication protocols. The monitoring configuration facilitates spectrum sharing research and education by providing real-time and identifiable spectra for each transmitter to be analyzed, logged, or displayed as needed to enable an experiment, tutorial, or contest. Basic tutorials will be developed to enable effective access and use of the testbed by a broad population of researchers and students at Virginia Tech.
该项目通过添加新的处理,网络和射频(RF)硬件和软件来升级Virginia Tech(VT)的认知无线网络测试床(Cornet),并重新设计了测试台体系结构,以使许多工程和科学学科的尖端研究。 Cornet目前包括48个软件可编程无线电节点,这些节点促进了无线通信的实验研究和教育已有7年。升级将添加必要的无线电和计算基础架构,以通过与计算机科学,电气和计算机工程以及弗吉尼亚理工大学的计算机科学,电气和计算机工程以及计算机科学,电气和计算机工程和航空工程研究人员的合作,支持引人注目的CISE研究和新兴和新的技术/调节/经济领域的实验。新的Cornet TestBed可以在射频(RF)频谱访问中进行进步研究,通过共享有效地进行需求服务的资源虚拟化,以及分布式资源联合(RF光谱,无线电节点,计算节点,计算节点,测试台),用于共存政府商业通信系统和雷达的政府商业通信系统和宽阔的互联性,以及许多人的互联网(5G)。拟议的升级需要使Cornet能够继续为弗吉尼亚理工大学服务跨部部门和跨学科研究需求。测试床使多元化的学生和教职员工可以在几个学科的科学技术方面学习,合作和创新。教育活动包括通过实验性的会话来扩展弗吉尼亚理工大学的本科和研究生课程,以利用新的测试床位功能。该项目重点介绍三个核心力量:(a)硬件升级,(b)网络/资源管理升级(虚拟化,虚拟化,计算簇,更好的时间表),(c)用户软件Upgrade(c)prdrade upgrade upgrade upgrade upgrade upgrade upgrade upgrade andfigruse fasters&tut and fasters;硬件升级添加了30个宽频段ETTUS Research USRP X310软件定义的无线电(SDR)前端(X310),并带有60个宽带的女儿板和多个天线。一个由30个多核服务器组成的高性能计算集群,形成一个非传统的共享基带处理中心。分布式RF前端通过专用的10 Gbps以太网网络连接到中央计算集群,该网络允许灵活的关联。提出的软件升级允许资源虚拟化,以实现有效的无线电,计算和网络资源共享,并为用户和实验管理提供更好的支持。四个室内测试台地板之一将配备12对X310,可以配置用于MIMO操作或用作收发器和监视器。将安装其他X310对,其余三层中的每对一对,当前的硬件重新部署以支持尽可能多的并发用户,并尽可能多地使用用例。该配置可以对空间多路复用,多样性,光束形成以及方向找到技术和相关通信协议进行实验研究。监视配置通过为每个发射器提供实时和可识别的光谱来促进频谱共享研究和教育,每种发射器可以根据需要进行分析,记录或显示以启用实验,教程或竞赛。将开发基本教程,以实现弗吉尼亚理工大学的大量研究人员和学生对测试床的有效访问和使用。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
5G-CORNET: Platform as a Service
5G-CORNET:平台即服务
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Marojevic, Vuk;Kikamaze, Shem;Nealy, Randall;Dietrich, Carl
  • 通讯作者:
    Dietrich, Carl
Work in Progress: Interactive Introductory Online Modules on Wireless Communications and Radio-frequency Spectrum Sharing
正在进行的工作:无线通信和射频频谱共享的交互式介绍性在线模块
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Dietrich, C. B.;Polys, N. F.;Reid, K.;García Sheridan, J. A.;Emenonye, D.;Gomez, X.;Tolley, J.;Makin, C.;Gaeddert, J.
  • 通讯作者:
    Gaeddert, J.
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