Collaborative Research: CNS Core: Large: Scaling WLANs to TB/sec: THz Spectrum, Architectures, and Control
合作研究:CNS 核心:大型:将 WLAN 扩展到 TB/秒:太赫兹频谱、架构和控制
基本信息
- 批准号:1954780
- 负责人:
- 金额:$ 90万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-07-15 至 2025-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Gigabit-per-second scale wireless transmission is already commercially available in wireless local area networks (WLANs). For example, the latest Wi-Fi standard at 60 gigahertz promises data rates up to 100 gigabits per second The objective of this project is to realize the next order of magnitude in data rate, spectrum access, directionality, and spatial multiplexing targeting terabit per second WLANs with a low-latency control plane that supports mobile clients. Namely, scaling spectrum access towards terahertz will provide a key ingredient to realize the sixth generation of wireless networks. Thus, this project will result in the design, implementation, and proof-of-concept demonstration of a WLAN architecture using spectrum from 100 gigahertz to 500 gigahertz with range exceeding 100 meters.This project targets to scale multi-stream data rates to terabit per second for mobile clients via the following integrated research thrusts. The first project thrust provides two underlying building blocks for steerable and highly directional beams from 100 GHz to 500 GHz: (1) A first-of-its-kind pixelated metasurface waveguide will be developed to dynamically steer a THz beam via electrical switching of the meta-elements. (2) A THz leaky waveguide's unique property of coupling frequency and steering angle will be exploited for the first time to provide frequency-selective adaptive beam steering. The second project thrust targets scaling to high-density user populations. First, new smart reflecting surfaces will be developed that will enable engineered non-specular non-line-of-sight paths. This thrust will experimentally study the achievable network density under different architectural components, identifying empirical limits at THz scale of packing many simultaneous physical links into a limited spatial area. The third project thrust targets to provide uninterrupted Tb/sec scale communication even in the presence of user and environmental mobility. The project's methodology aims to scale the control plane to a large and dense mobile WLAN via a novel spectral signature for each transmission and reception angle. Namely, with a terahertz rainbow emitted from a leaky waveguide, a unique angular signature is derived for each path, whether line of sight, a specular reflection, or an engineered path.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.
每秒千兆位级的无线传输已经在无线局域网(WLAN)中实现商业化。例如,最新的 60 GHz Wi-Fi 标准承诺数据速率高达每秒 100 吉比特。该项目的目标是在数据速率、频谱访问、方向性和空间复用方面实现下一个数量级,目标是太比特每秒具有支持移动客户端的低延迟控制平面的 WLAN。 也就是说,将频谱接入扩展到太赫兹将为实现第六代无线网络提供关键要素。因此,该项目将使用 100 GHz 至 500 GHz 频谱、范围超过 100 米的 WLAN 架构进行设计、实施和概念验证演示。该项目的目标是将多流数据速率扩展到每秒太比特。其次是通过以下综合研究重点针对移动客户端。第一个项目主旨为 100 GHz 至 500 GHz 的可操纵和高度定向光束提供了两个基础构建模块:(1) 将开发首个像素化超表面波导,通过对太赫兹光束进行电气切换来动态操纵太赫兹光束。元元素。 (2)首次利用太赫兹漏波导耦合频率和转向角的独特特性来提供频率选择性自适应光束转向。 第二个项目的目标是扩展到高密度的用户群体。 首先,将开发新的智能反射表面,以实现工程化的非镜面非视线路径。这一推动力将通过实验研究不同架构组件下可实现的网络密度,确定将许多同时物理链路打包到有限空间区域的太赫兹规模的经验限制。第三个项目的目标是即使在用户和环境移动的情况下也能提供不间断的 Tb/秒级通信。 该项目的方法旨在通过每个传输和接收角度的新颖频谱特征将控制平面扩展到大型且密集的移动 WLAN。也就是说,通过从泄漏波导发出的太赫兹彩虹,无论是视线、镜面反射还是工程路径,都会为每条路径派生出独特的角度特征。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并被认为值得通过以下方式获得支持: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。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Perspective on Terahertz Applications in Bioscience and Biotechnology
太赫兹在生物科学和生物技术中的应用展望
- DOI:10.1021/acsphotonics.2c00228
- 发表时间:2022-04-05
- 期刊:
- 影响因子:7
- 作者:A. Markelz;D. Mittleman
- 通讯作者:D. Mittleman
Jamming a terahertz wireless link
干扰太赫兹无线链路
- DOI:10.1038/s41467-022-30723-8
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- 期刊:
- 影响因子:16.6
- 作者:Shrestha, Rabi;Guerboukha, Hichem;Fang, Zhaoji;Knightly, Edward;Mittleman, Daniel M.
- 通讯作者:Mittleman, Daniel M.
The effect of angular dispersion on THz data transmission
角色散对太赫兹数据传输的影响
- DOI:10.1038/s41598-022-15191-w
- 发表时间:2022-06
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Shrestha, Rabi;Fang, Zhaoji;Guerboukha, Hichem;Sen, Priyangshu;Hernandez;Castro;Jornet, Josep M.;Mittleman, Daniel M.
- 通讯作者:Mittleman, Daniel M.
Recent advances in terahertz imaging: 1999 to 2021
太赫兹成像的最新进展:1999 年至 2021 年
- DOI:10.1007/s00340-021-07732-4
- 发表时间:2021-12
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Castro;Koch, Martin;Mittleman, Daniel M.
- 通讯作者:Mittleman, Daniel M.
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- 发表时间:2021-04
- 期刊:
- 影响因子:5.6
- 作者:Ghasempour, Yasaman;Amarasinghe, Yasith;Yeh, Chia;Knightly, Edward;Mittleman, Daniel M.
- 通讯作者:Mittleman, Daniel M.
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