NeTS: Small: Free Space Optics as Backhaul and Energizer for Drone-assisted Networking

NeTS:小型:自由空间光学作为无人机辅助网络的回程和增能器

基本信息

  • 批准号:
    1814748
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-10-01 至 2023-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

SoarNet (free Space Optics as bAckhaul and energizeR for drone-assisted NETworking) aims to simultaneously and rapidly transmit data and energy from an access node to a Drone-mounted Base Station (DBS), which can be flexibly deployed to provision wireless broadband access. That is, the DBS can simultaneously receive high-speed data streams and energy via optical beams. The received energy is used to power the DBS to prolong its flight and received data streams are delivered to Mobile Users (MUs) via existing Radio Frequency (RF) channels. SoarNet will be a game changer for mobile access. By leveraging Free Space Optics (FSO) communications and the drone-assisted mobile networking framework, SoarNet will significantly enhance the throughput of the network and Quality of Service (QoS) of MUs and will advance the state of the art of wireless networking and wireless charging. Proposed research activities will advance the understanding of simultaneously charging the DBS and transmitting data at high speed.SoarNet comprises three major research endeavors. 1) Actualizing the SoarNet architecture to construct a FSO transmitter at an access node and a FSO receiver at a DBS to provision simultaneous energy transfer and data transmission; meanwhile, two mathematical models will be derived to estimate the charging rate by applying FSO as a charger and the transmission rate by applying FSO communications as wireless backhauling. 2) 3D DBS placement in SoarNet, to determine the longitude, latitude, and altitude of the DBS to maximize the throughput of delivering data to MUs in the access network, while guaranteeing the requirement of the DBS's charging rate. 3) Dynamic access node association and MU association, to associate the DBS with an access node (i.e., the DBS receives the data streams and energy from the access node) and adjusts the MU association area of the DBS (i.e., more/less MUs are associated with the DBS to download their data) in order to balance the traffic loads among access nodes, thus further improving the quality of service (QoS) in terms of the average delay of downloading data to MUs.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
SoarNet(自由空间光学作为无人机辅助网络的回程和激励)旨在同时快速地将数据和能量从接入节点传输到无人机安装的基站(DBS),该基站可以灵活部署以提供无线宽带接入。也就是说,DBS可以通过光束同时接收高速数据流和能量。接收到的能量用于为 DBS 供电以延长其飞行时间,接收到的数据流通过现有的射频 (RF) 通道传送到移动用户 (MU)。 SoarNet 将改变移动访问的游戏规则。通过利用自由空间光学 (FSO) 通信和无人机辅助移动网络框架,SoarNet 将显着提高网络吞吐量和 MU 的服务质量 (QoS),并将推进无线网络和无线充电的最先进技术。拟议的研究活动将增进对同时对 DBS 充电和高速传输数据的理解。SoarNet 包括三项主要研究工作。 1) 实现SoarNet架构,在接入节点构建FSO发射器,在DBS构建FSO接收器,以提供同时的能量传输和数据传输;同时,将推导出两个数学模型来估计应用FSO作为充电器的充电速率和应用FSO通信作为无线回程的传输速率。 2)SoarNet中的3D DBS放置,确定DBS的经度、纬度和海拔高度,以最大化向接入网中的MU传送数据的吞吐量,同时保证DBS的计费速率的要求。 3)动态接入节点关联和MU关联,将DBS与接入节点关联(即DBS从接入节点接收数据流和能量)并调整DBS的MU关联区域(即更多/更少MU)与 DBS 关联来下载数据),以平衡接入节点之间的流量负载,从而进一步提高服务质量 (QoS),即下载数据到 MU 的平均延迟。该奖项反映了通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,NSF 的法定使命被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(32)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Flexible backhaul-aware DBS-aided HetNet with IBFD communications
灵活的回程感知 DBS 辅助 HetNet,具有 IBFD 通信
  • DOI:
    10.1016/j.icte.2019.08.003
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    N. Ansari;Liang Zhang
  • 通讯作者:
    Liang Zhang
A Cooperative Drone Assisted Mobile Access Network for Disaster Emergency Communications
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Power Control in Internet of Drones by Deep Reinforcement Learning
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  • DOI:
    10.1109/jiot.2020.3005117
  • 发表时间:
    2020-06-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Liang Zhang;N. Ansari
  • 通讯作者:
    N. Ansari
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