CAREER: Unifying Millimeter-wave Networking and Sensing using Commodity Backscatter

职业:使用商品反向散射统一毫米波网络和传感

基本信息

  • 批准号:
    2045885
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 57.71万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-10-01 至 2026-09-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Internet-of-Things (IoT) devices are being integrated into virtually every aspect of our daily lives with applications in logistics, supply chain, healthcare, smart cities, human-computer interaction, tracking, sensing, etc. However, providing high-speed wireless connectivity to these IoT devices remains a challenging open problem. While very high-speed wireless networks such as the next generation 802.11ad/ay WiFi and 5G cellular networks are being deployed using the high-frequency millimeter-wave (mmWave) spectrum, today’s IoT devices (such as Bluetooth and RFIDs) still primarily operate at lower frequencies (sub-6 GHz) due to their low power requirements. The aim of this project is to develop methods and tools for commodity mmWave backscattering and enable IoT devices to operate at mmWave frequencies. The proposed mmWave backscattering will enable high-speed, low-power, and low-cost mmWave wireless connectivity to millions of IoT devices.The project will investigate commodity mmWave backscatter (called mmIDs) and realize a unified mmWave networking and sensing framework where (i) the mmID devices can be integrated into today’s mmWave networks for their seamless high-speed connectivity and (ii) robustness of the mmWave networks can be improved through the presence of densely deployed mmID IoT devices. The project includes four research thrusts: (1) Robust backscatter communication techniques will be developed where mmID tags can exploit the existing mmWave networking protocol messages to modulate their data; (2) Densely deployed mmWave backscatters will be leveraged for proactive blockage mitigation and mobility resilience in WLANs; (3) A high-speed commodity mmWave backscatter will be devised through symbol translation techniques and self-interference mitigation; (4) The commodity mmWave backscatter will be exploited to enable high-accuracy and low-cost sensing with applications in accessibility. The proposed techniques and protocols for mmWave backscattering will be designed, implemented, and evaluated for emerging commodity mmWave networks such as 802.11ad/ay WLANs and 5G NR. The project presents integrated research and education plan with outreach activities involving high school students from underrepresented minority groups and undergraduate students with disabilities.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.
然而,物联网(IoT)设备正在融入我们日常生活的方方面面,应用于物流、供应链、医疗保健、智慧城市、人机交互、跟踪、传感等领域,为我们提供高速虽然下一代 802.11ad/ay WiFi 和 5G 蜂窝网络等超高速无线网络正在使用高频毫米波 (mmWave) 频谱进行部署,但与这些物联网设备的无线连接仍然是一个具有挑战性的开放问题。由于功耗要求较低,物联网设备(例如蓝牙和 RFID)仍然主要在较低频率(低于 6 GHz)下运行。该项目的目的是开发用于商品毫米波反向散射的方法和工具,并使物联网设备能够在较低频率下运行。拟议的毫米波反向散射将使数百万个物联网设备实现高速、低功耗和低成本的毫米波无线连接。该项目将研究商品毫米波反向散射(称为 mmID)并实现统一的毫米波网络和传感框架,其中 (i) mmID 设备可以集成到当今的毫米波网络中,以实现无缝高速连接;(ii) 通过密集部署的 mmID 物联网项目可以提高毫米波网络的稳健性。包括四个研究重点:(1) 将开发强大的反向散射通信技术,其中 mmID 标签可以利用现有的毫米波网络协议消息来调制其数据;(2) 密集部署的毫米波反向散射将用于 WLAN 中的主动阻塞缓解和移动恢复能力;(3) 将通过符号转换技术和自干扰缓解设计高速商用毫米波反向散射;(4) 将利用商用毫米波反向散射来实现高速传输。所提出的毫米波反向散射技术和协议将针对新兴商品毫米波网络(例如)进行设计、实施和评估。 802.11ad/ay WLAN 和 5G NR。该项目涉及综合研究和教育计划,以及来自代表性不足的少数群体的高中生和残疾本科生的活动。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用评估被认为值得支持。基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
MILLIEAR: Millimeter-wave Acoustic Eavesdropping with Unconstrained Vocabulary
MILLIEAR:不受词汇限制的毫米波声学窃听
M5: Facilitating Multi-User Volumetric Content Delivery with Multi-Lobe Multicast over mmWave
M5:通过毫米波多波瓣组播促进多用户容量内容交付
CoBF: Coordinated Beamforming in Dense mmWave Networks
CoBF:密集毫米波网络中的协调波束成形
OmniScatter: extreme sensitivity mmWave backscattering using commodity FMCW radar
OmniScatter:使用商用 FMCW 雷达的极高灵敏度毫米波反向散射
  • DOI:
    10.1145/3498361.3538924
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bae, Kang Min;Ahn, Namjo;Chae, Yoon;Pathak, Parth;Sohn, Sung;Kim, Song Min
  • 通讯作者:
    Kim, Song Min
On the Feasibility of Millimeter-wave Backscatter using Commodity 802.11ad 60 GHz Radios
关于使用商品 802.11ad 60 GHz 无线电实现毫米波反向散射的可行性
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