TCHCS: Free Space Optical and RF Wireless Hybrid Communication: Information Theoretic Models, Analysis and Fundamental Performance Limits
TCHCS:自由空间光学和射频无线混合通信:信息论模型、分析和基本性能限制
基本信息
- 批准号:0636613
- 负责人:
- 金额:$ 27万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2006
- 资助国家:美国
- 起止时间:2006-09-15 至 2010-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
ECS-0636613P. Narayan, University of Maryland College ParkAs wireless radio frequency (RF) communication technology continues to grow in sophistication and demand, and, at the same time, free space optics (FSO) steadily emerges as an attractive communication technology, it is becoming increasingly evident that the best possible gains in overall system performance can be reaped through a hybrid communication system which combines in a complementary manner its RF and wireless optical components. We propose a new and tractable class of information theoretic models for a hybrid wireless RF and optical communication system. Through our theoretical analysis of these new models, our prime objective is to characterize the fundamental limits of performance of the hybrid communication system, and to provide qualitative and quantitative guidelines for the design and optimal use of its component subsystems.Intellectual merit: The cornerstone of this proposal is a new information theoretic view of a hybrid RF-optical communication system. This will enable several important classical results as well as recent advances in information theory to play a primary role in formulating new mathematical models of hybrid RF-optical systems, characterizing fundamental performance limits, and offering new insights and engineering guidelines for their operation. Expected outcomes of the proposed project include significant innovations in areas of critical importance to hybrid wireless RF and optical communication. Furthermore, it has the potential of leading to important advances in information theory through the introduction and analysis of new models, solution of fundamental open problems, and new applications of information-theoretic ideas. The specific goals of this research are the following:(i) the development of an information theoretic framework for the mathematical modeling and analysis of a hybrid RF-optical system, using appropriate sum channel models;(ii) a characterization of the fundamental limits of performance of the hybrid system in terms of channel capacity, i.e., the maximum code rate of reliable information transfer;(iii) the development of strategies for the complementary use of the RF and optical subsystems based on channel conditions; and(iv) the development of adaptive signaling and power control strategies in the RF and optical modes as a function of available information on the channel conditions.Broader impacts: The proposed project will provide a rich learning environment for graduate students in the rapidly emerging technology of hybrid wireless RF and optical communication systems. Specifically, the basic elements of the technical approach will be discussed in Special Topics courses and seminars; and students will play a major role in the study and performance evaluation of the RF and optical signaling and power control schemes developed, in addition to graduate students' participation in the project at the level of M.S. and Ph.D. degrees.
ECS-0636613P。纳拉扬,马里兰州大学帕克随着无线射频(RF)通信技术的复杂性和需求不断增长,与此同时,自由空间光学(FSO)作为一种有吸引力的通信技术稳步崛起,越来越明显的是,通过混合通信系统可以获得整体系统性能的最佳收益,该系统以互补的方式结合其RF和无线光学元件我们提出了一种新的和听话的信息理论模型的混合无线射频和光通信系统。通过我们对这些新模型的理论分析,我们的主要目标是描述混合通信系统的性能的基本限制,并提供定性和定量的指导方针,其组成子系统的设计和最佳使用。智力优点:这个建议的基石是一个新的信息理论观点的混合RF光通信系统。这将使几个重要的经典结果,以及信息理论的最新进展,在制定新的数学模型的混合RF光学系统,表征基本性能限制,并提供新的见解和工程指导方针,他们的操作中发挥主要作用。拟议项目的预期成果包括在对混合无线射频和光通信至关重要的领域的重大创新。此外,它有可能通过引入和分析新模型,解决基本开放问题以及信息理论思想的新应用,导致信息理论的重要进展。本研究的具体目标如下:(i)使用适当的和信道模型,开发用于混合RF-光学系统的数学建模和分析的信息理论框架;(ii)在信道容量方面表征混合系统的性能的基本限制,即,可靠信息传输的最大编码速率;(iii)根据信道条件开发RF和光学子系统互补使用的策略;以及(iv)根据信道条件的可用信息开发RF和光学模式中的自适应信令和功率控制策略。拟议的项目将提供一个丰富的学习环境,研究生在混合无线射频和光通信系统的快速新兴技术。具体而言,技术方法的基本要素将在专题课程和研讨会中讨论;学生将在射频和光信号和功率控制方案的研究和性能评估中发挥重要作用,此外,研究生将以硕士学位参与该项目。和博士度
项目成果
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