SBIR Phase I: Large Arrays for 5G MU-MIMO Wireless Access Operating in mm-wave Frequency Bands
SBIR 第一阶段:在毫米波频段运行的 5G MU-MIMO 无线接入大型阵列
基本信息
- 批准号:1722199
- 负责人:
- 金额:$ 22.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-07-01 至 2018-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The commercial potential of this project lies in enabling much needed high wireless data rates and equal quality of service (QoS) to both densely populated areas as well as remote rural areas. 4G cellular and WiFi networks are facing a bottleneck due to proliferation of wireless devices and limited spectrum available in the currently allocated bands for wireless communications. Improving data connectivity would require new physical fiber to be laid out which is becoming impractical due to high costs vs. return on investment. The Federal Communications Commission has opened more spectrum in the mm-wave frequency spectrum (between 28-70 GHz) for mobile users to alleviate some of these issues. This project will enable spectrally efficient communication through frequency reuse for spatially separated mobile users in the mm-wave frequencies. It will also allow low cost dense deployment of 5G cellular base-stations to boost QoS. With this new paradigms in human machine interaction using machine learning can be advanced further. Remote educational programs, virtual and augmented reality (VR/AR) based learning, online health care and other new services around Internet of Things will be enhanced by better wireless connectivity. These technologies will uplift people?s lives delivering major economic and broad societal impact.This Small Business Innovation Research Phase I project proposes a revolutionary architecture that will enable massive multi-user MIMO techniques for mm-wave wireless systems to solve the spectrum scarcity issue. The mm-wave radio front end module (FEM) can reuse the same frequencies for spatially diverse mobile users with active beamforming thus enhancing the capacity of current cellular networks by 100x. A multitude of modules (1000s) will be used in a large array as a part of the mm-wave FEM making it crucial to achieve excellent power efficiency at the module level. This project will investigate a variant of Doherty power amplifier (PA) architecture to achieve highly efficient mm-wave transmitter. Module to module variation and within module variations can disturb accurate beamforming capability. Impact of these variations on forming coherent beams will be studied. A new method to calibrate a large array to tune out any module to module variation will be proposed through sufficient redundancies incorporated in the module design. Low sensitivity to calibration errors will be achieved while also trying to lower the calibration time. A new algorithm that achieves accurate simultaneous tracking of spatial mobile users to within 5-degrees using the new architecture will be proposed.
该项目的商业潜力在于为人口稠密的地区以及偏远的农村地区提供急需的高无线数据速率和相等的服务质量(QoS)。由于无线设备的扩散以及当前分配的无线通信频段可用的无线设备的扩散和有限的频谱,4G蜂窝和WiFi网络正面临瓶颈。提高数据连接性将需要布置新的物理光纤,这由于高成本与投资回报率而变得不切实际。联邦通信委员会在MM波频谱(28-70 GHz之间)开设了更多的频谱,以减轻其中一些问题。该项目将通过在MM波频率中的空间分离移动用户的频率重复使用来实现频谱效率的通信。它还将允许低成本密集的5G手机基站的部署以增强QoS。通过这种新的机器互动中的新范式,可以进一步提高机器学习。远程教育计划,虚拟和增强现实(VR/AR)学习,在线医疗保健和物联网周围的其他新服务将通过更好的无线连接来增强。这些技术将提升人们的生活,从而带来重大的经济和广泛的社会影响。这项小型企业创新研究阶段I项目提出了一种革命性的建筑,该建筑将为MM-Wave无线系统提供大量的多用户MIMO技术,以解决光谱稀缺问题。 MM-Wave无线电前端模块(FEM)可以重复使用具有主动波束形成空间多样的移动用户的相同频率,从而使当前的蜂窝网络的容量提高了100倍。大量模块(1000)将在大型阵列中使用,作为MM-WAVE FEM的一部分,这对于在模块级别上实现出色的功率效率至关重要。该项目将研究Doherty功率放大器(PA)体系结构的一种变体,以实现高效的MM波发射器。模块变化和模块变化内部的模块可以干扰准确的波束形成能力。将研究这些变化对形成相干光束的影响。将通过模块设计中包含的足够的冗余,提出了一种校准大型阵列以调整任何模块变化的任何模块变化的新方法。对校准误差的敏感性低,同时还试图降低校准时间。将提出一种新的算法,该算法将通过新体系结构进行准确的同时跟踪到5度内的空间移动用户。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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