Collaborative Research: Exploiting Upper Layer Spectrum Sensing and Directionality to Access the Hidden Available Spectrum

协作研究:利用上层频谱感知和方向性来访问隐藏的可用频谱

基本信息

  • 批准号:
    2025284
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-08-15 至 2024-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Cognitive radio has recently emerged as a promising technology to overcome the imbalance between the increase in spectrum access demand and the inefficiency in spectrum usage by allowing dynamic spectrum access. However, existing cognitive radio network research work is based on a number of conventional spectrum sensing and access mechanisms that suffer several drawbacks and are unable to exploit additional available spectrum opportunities. These conventional spectrum sensing mechanisms cannot differentiate primary user and secondary user signals effectively. They also cannot distinguish a primary user transmitter and receiver. In addition, conventional omnidirectional antenna-based spectrum access schemes cannot exploit the spatial spectrum availability to optimize the secondary user spectrum access capability. These drawbacks lead to spectrum resource waste and cannot be solved by physical-layer spectrum sensing and access techniques alone. Therefore, upper layer networking techniques are incorporated to solve these challenging problems. This research is potentially transformative as it will help generate innovative techniques to numerous applications of the cognitive radio technology, e.g., public safety networks, emergency networks, and health monitoring. It will also have significant impacts on research in emerging technologies with dynamic spectrum access, such as vehicular networks, mobile health, and opportunistic interconnections of heterogeneous wireless networks. The proposed designs can be applied to Internet-of-Things (IoT) with IoT devices efficiently accessing the wide spectrum. This project also integrates research findings into related graduate/undergraduate courses and diversity support.This project will have a significant impact on enhancing radio spectrum access. It aims at systematically investigating a novel spectrum sensing and access framework to discover and access additional available spectrum hidden from conventional spectrum sensing and access techniques in cognitive radio networks. In particular, this project consists of three major research tasks to achieve the goals of enhancing radio spectrum access: 1) network layer spectrum sensing scheduling to differentiate primary user and secondary user signals; 2) data link layer spectrum sensing to distinguish between a primary user transmitter and receiver; and (3) directional antenna-based spectrum access to proactively utilize the spatial spectrum opportunities, exploit the temporal and spatial channel availability, and obtain the optimal directional antenna sector angle.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.
最近,认知无线电是一种有前途的技术,可以通过允许动态频谱访问来克服频谱访问需求增加与频谱使用效率低下之间的不平衡。但是,现有的认知无线电网络研究工作是基于许多常规频谱传感和访问机制,这些传感和访问机制遭受了多种缺点,并且无法利用额外的可用频谱机会。这些常规的频谱传感机制无法有效地区分主要用户和次要用户信号。他们也无法区分主用户发射器和接收器。此外,常规的全向天线频谱访问方案无法利用空间频谱可用性来优化二级用户频谱访问能力。这些缺点会导致频谱资源浪费,并且不能仅通过物理层的传感和访问技术来解决。因此,上层网络技术被合并以解决这些具有挑战性的问题。这项研究具有潜在的变革性,因为它将有助于为认知无线电技术(例如公共安全网络,紧急网络和健康监测)生成创新技术。它还将对具有动态频谱访问的新兴技术的研究产生重大影响,例如车辆网络,移动健康以及异质无线网络的机会主义互连。所提出的设计可以应用于物联网设备有效访问广泛范围的物联网(IoT)。该项目还将研究结果纳入相关的研究生/本科课程和多样性支持。该项目将对增强无线电频谱访问产生重大影响。它旨在系统地研究一种新型的频谱传感和访问框架,以发现和访问认知无线电网络中传统频谱传感和访问技术隐藏的其他可用频谱。特别是,该项目由三个主要的研究任务组成,以实现增强无线电频谱访问的目标:1)网络层频谱感测度计划以区分主要用户和二级用户信号; 2)数据链路层频谱传感以区分主要用户发射器和接收器; (3)基于定向天线的频谱访问空间频谱机会,利用时间和空间频道的可用性,并获得最佳的定向天线扇区角度。该奖项反映了NSF的法定任务,并通过使用基金会的知识优点和广泛的影响来评估NSF的法定任务,并被认为是值得通过评估的支持。

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)
Acknowledgment Mechanisms for Reliable File Transfer Over Highly Asymmetric Deep-Space Channels
  • DOI:
    10.1109/maes.2022.3192508
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Lei Yang;Ruhai Wang;Jie Liang;Yu Zhou;Kanglian Zhao;Xingya Liu
  • 通讯作者:
    Lei Yang;Ruhai Wang;Jie Liang;Yu Zhou;Kanglian Zhao;Xingya Liu
Jump and Wobble: A Defense Against Hidden Terminal Emulation Attack in Dense IoT Networks
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