Collaborative Research: Beamforming, User Association and Precise Positioning in Future Terahertz-Enabled Wireless Networks

合作研究:未来太赫兹无线网络中的波束成形、用户关联和精确定位

基本信息

  • 批准号:
    2234123
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.52万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-01 至 2026-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The wireless industry is entering an unprecedented era characterized by orders of magnitude increase in both carrier frequency and channel bandwidth. Key features including wide channel bandwidths, adaptable directional antennas, and dense cell deployments will set future wireless systems on a rapid expansion of capabilities. While mmWave frequencies offer improved wireless data rates, the growing demand for emerging applications like wireless cognition, holographic communications, virtual/augmented reality, autonomous driving, and wireless backhaul necessitates even higher data rates beyond what 5G networks can provide. To achieve data rates of around 100 Gbps or more, it becomes essential to explore frequencies in the sub-THz and THz range, surpassing 100 GHz. These frequency ranges offer abundant available spectra, enabling wider bandwidth radio frequency (RF) channels and the next leap in data rate capabilities. This project aims to leverage the potential of sub-THz frequencies by addressing fundamental challenges in extremely wideband, highly directional channels.Specifically, the project focuses on the design of hybrid beamforming for a wideband multicarrier system in the presence of beam squinting caused by the extremely wide bandwidth. It also investigates joint user association with base stations and reconfigurable intelligent surfaces (RISs) within the dense and directional THz environment. Moreover, the project explores the use of THz-enabled centimeter-accuracy positioning capabilities, enabling more precise and agile beamforming, as well as enhanced association and handover mechanisms for mobile devices. To accomplish these goals, optimization and deep learning techniques will be employed in algorithm design. Furthermore, the project will involve using measurements of THz signals obtained by a channel sounder to emulate virtual transmitter and receiver locations in real-world environments. These measurements will assist in calibrating the NYU ray tracer and provide valuable data for algorithms evaluation. The use of RISs and the Precision Time Protocol over wireless networks will facilitate real-time, THz-based precise position-location capabilities. Incorporating actual sub-THz channel measurements and the position location information of transmitters, receivers, and RISs will provide additional insights to enhance the performance of the designed algorithms.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.
无线行业正在进入一个前所未有的时代,其特征是载体频率和频道带宽的数量级。关键功能在内,包括宽通道带宽,适应性的定向天线和密集的细胞部署将使未来的无线系统迅速扩展功能。尽管MMWave频率提供了提高的无线数据速率,但对无线认知,全息沟通,虚拟/增强现实,自动驾驶和无线回程等新兴应用的需求不断增长,这使得超过5G网络可以提供的更高数据速率。为了达到约100 Gbps或更多GBP的数据速率,探索在Sub-THZ和THZ范围内的频率至关重要,超过100 GHz。这些频率范围提供了丰富的可用光谱,从而实现了更宽的带宽射频(RF)通道和数据速率功能的下一个飞跃。该项目旨在通过解决极端方向通道中的基本挑战来利用Sub-Thz频率的潜力。特别是,该项目的重点是在存在由极宽的带宽引起的宽带多层抛物系统的情况下,用于宽带多层抛光系统的混合边界的设计。它还研究了与基站的联合用户关联,并在密集和定向的环境中进行了可重构智能表面(RISS)。此外,该项目探讨了启用了THZ的厘米准确性定位功能,从而实现了更精确和更敏捷的光束,并增强了移动设备的关联和交换机制。为了实现这些目标,算法设计将采用优化和深度学习技术。此外,该项目将涉及使用通道音响器获得的THZ信号的测量,以模拟现实世界环境中的虚拟发射器和接收器位置。这些测量结果将有助于校准NYU射线示踪剂,并为算法评估提供有价值的数据。在无线网络上使用RISS和精确时间协议将有助于实时,基于THZ的精确位置位置功能。结合实际的Sub-THZ通道测量值以及发射机,接收器和RIS的位置信息将提供其他见解,以增强设计算法的性能。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛影响的审查标准来通过评估来获得支持的。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Theodore Rappaport其他文献

Theodore Rappaport的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Theodore Rappaport', 18)}}的其他基金

MRI: Development of a Terahertz Measurement Facility for Wireless Communications, Electronics and Materials
MRI:开发用于无线通信、电子和材料的太赫兹测量设备
  • 批准号:
    2216332
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS: Small: Collaborative Research: Transient characteristics and interference modeling for millimeter-wave communications
CNS:小型:协作研究:毫米波通信的瞬态特性和干扰建模
  • 批准号:
    1909206
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SpecEES: Collaborative Research: Spatially Oversampled Dense Multi-Beam Millimeter-Wave Communications for Exponentially Increased Energy-Efficiency
SpecEES:协作研究:空间过采样密集多波束毫米波通信,以指数方式提高能源效率
  • 批准号:
    1731290
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
WiFiUS: Collaborative Research: Scalable Edge Architecture for Massive Location-Aware Heterogeneous IoT Systems
WiFiUS:协作研究:大规模位置感知异构物联网系统的可扩展边缘架构
  • 批准号:
    1702967
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EAGER: Millimeter Wave Channel Measurements and Modeling for 5G Wireless Communications
EAGER:5G 无线通信的毫米波信道测量和建模
  • 批准号:
    1555332
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NeTS: Small: Collaborative Research: Exploring the 60 GHz Spectral Frontier for Multi-Gigabit Wireless Networks
NetS:小型:协作研究:探索多千兆位无线网络的 60 GHz 频谱前沿
  • 批准号:
    1320472
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Five Year Renewal of Wireless Internet I/UCRC
无线互联网 I/UCRC 五年更新
  • 批准号:
    0933985
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NGS:Montage: An Integrated End-to-End Design and Development Framework for Wireless Networks
NGS:Montage:无线网络的集成端到端设计和开发框架
  • 批准号:
    0305644
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Next Generation Software: A Collaborative Problem Solving Environment for Modeling of Broadband Wireless Communication Systems
下一代软件:宽带无线通信系统建模的协作问题解决环境
  • 批准号:
    9974956
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Curriculum Innovation for Simulation and Design of Wireless Communications Systems
无线通信系统仿真与设计课程创新
  • 批准号:
    9527537
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于简并结构平板的多涡旋耦合超声波束形成、特性及应用研究
  • 批准号:
    12374439
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于对称性约束下特征模式形成机理的天线阵列微波电路一体化波束调控机制研究
  • 批准号:
    62371034
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
心形声矢量传感器的高分辨波束形成与参数估计算法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
心形声矢量传感器的高分辨波束形成与参数估计算法研究
  • 批准号:
    62271333
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
复杂、大规模及非可行约束下的相控阵雷达波束形成优化方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: NSF-AoF: CIF: Small: AI-assisted Waveform and Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication
合作研究:NSF-AoF:CIF:小型:用于集成传感和通信的人工智能辅助波形和波束成形设计
  • 批准号:
    2326622
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: NSF-AoF: CIF: Small: AI-assisted Waveform and Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication
合作研究:NSF-AoF:CIF:小型:用于集成传感和通信的人工智能辅助波形和波束成形设计
  • 批准号:
    2326621
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Beamforming, User Association and Precise Positioning in Future Terahertz-Enabled Wireless Networks
合作研究:未来太赫兹无线网络中的波束成形、用户关联和精确定位
  • 批准号:
    2234122
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SWIFT: SMALL: Continuous-tuning matrix-beamforming MIMO enabled multi-mode injection-locking passive Wi-Fi sensing
合作研究:SWIFT:SMALL:支持连续调谐矩阵波束成形 MIMO 的多模式注入锁定无源 Wi-Fi 传感
  • 批准号:
    2124531
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SWIFT: SMALL: Continuous-tuning matrix-beamforming MIMO enabled multi-mode injection-locking passive Wi-Fi sensing
合作研究:SWIFT:SMALL:支持连续调谐矩阵波束成形 MIMO 的多模式注入锁定无源 Wi-Fi 传感
  • 批准号:
    2030244
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 20.52万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了