CIF: Small: Transcoding: A New Approach For Multi-hop Communications

CIF:小型:转码:多跳通信的新方法

基本信息

  • 批准号:
    1816013
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-10-01 至 2023-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

As one of the main driving forces behind modern ubiquitous communication and computing, new 5G wireless technologies aim for substantially broader coverage (10-100x number of connected devices) with special focus on supporting low-power Internet-of-Things (IoT) devices, which will further propel the ongoing revolution within the telecommunications and high-tech industries for the next decade. One key technique underpinning the latest development of 5G and beyond standards is the use of multi-hop wireless connections and advanced backhauling to enable flexible extension of range and coverage area. Nonetheless, the industry-standard multi-hop communication schemes are still based on concepts developed 40 years ago, which incur intolerably high complexity and long delay with respect to the high throughput (1-10Gbps) and low latency (1ms) requirements of 5G networks and beyond. There is thus an urgent need for new multi-hop communication paradigms that simultaneously optimize throughput, delay, and complexity.This project proposes a new multi-hop communication paradigm called transcoding, a much needed revamp of the 40-year old industry standard called decode-and-forward. Specifically, transcoding takes a back-to-basics approach, which reexamines and analyzes the causes of the long-delay and high-complexity of the decode-&-forward policies. New strategies will then be designed accordingly, which will substantially improve the delay-tradeoff performance of multi-hop communications while significantly lowering the complexity. By breaking away from the decode-&-forward paradigm, the fundamentally new design philosophy of transcoding takes full advantage of the exciting recent development in single-hop wireless communications and in information theory. The results of this project will lead to new structured, low-complexity multi-hop "transcoders" that achieve high-throughput and low-latency necessary for the emerging 5G and IoT applications. The approaches and activities in this project include theoretical capacity analysis, new signal processing designs, network resource optimization, and testbed implementation and performance verification.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.
作为现代无处不在的通信和计算背后的主要驱动力之一,新的5G无线技术旨在实现更广泛的覆盖范围(连接设备数量的10- 100倍),特别关注支持低功耗物联网(IoT)设备,这将进一步推动未来十年电信和高科技行业的持续革命。支撑5G及更高标准最新发展的一项关键技术是使用多跳无线连接和先进的回程,以实现范围和覆盖区域的灵活扩展。尽管如此,行业标准的多跳通信方案仍然基于40年前开发的概念,相对于5G网络及更高网络的高吞吐量(1- 10 Gbps)和低延迟(1 ms)要求,这导致了不可容忍的高复杂性和长延迟。因此,迫切需要新的多跳通信模式,同时优化吞吐量,延迟和complicity.This项目提出了一个新的多跳通信模式称为转码,一个非常需要修改的40岁的行业标准称为解码和转发。具体来说,转码采用了一种回归基本的方法,重新检查和分析解码转发策略的长延迟和高复杂度的原因。新的策略将被设计相应的,这将大大提高多跳通信的延迟权衡性能,同时显着降低复杂度。通过打破解码-转发范式,代码转换的全新设计理念充分利用了单跳无线通信和信息理论的令人兴奋的最新发展。该项目的结果将导致新的结构化,低复杂度的多跳“转码器”,实现新兴5G和物联网应用所需的高吞吐量和低延迟。该项目的方法和活动包括理论容量分析、新的信号处理设计、网络资源优化以及试验台实施和性能验证。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(41)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Optimal Single-Bit Relaying Strategies With Multi-Relay Diversity
具有多中继分集的最佳单比特中继策略
  • DOI:
    10.1109/tit.2023.3292356
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Bliss, Matthew;Wang, Chih-Chun;Love, David J.
  • 通讯作者:
    Love, David J.
A Novel Systematic Representation of Reed-Muller Codes with an Application to Linear Block Feedback Encoding
Reed-Muller 码的一种新颖的系统表示及其在线性块反馈编码中的应用
  • DOI:
    10.1109/ieeeconf51394.2020.9443531
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Suresh, Vinayak;Love, David J.
  • 通讯作者:
    Love, David J.
Detailed Asymptotics of the Delay-Reliability Tradeoff of Random Linear Streaming Codes
Random Linear Streaming Codes in the Finite Memory Length and Decoding Deadline Regime—Part I: Exact Analysis
  • DOI:
    10.1109/tit.2022.3178036
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Pin-Wen Su;Yu-Chih Huang;Shih-Chun Lin;I-Hsiang Wang;Chih-Chun Wang
  • 通讯作者:
    Pin-Wen Su;Yu-Chih Huang;Shih-Chun Lin;I-Hsiang Wang;Chih-Chun Wang
Jointly Minimizing AoI Penalty and Network Cost Among Coexisting Source-Destination Pairs
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  • 作者:
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David Love其他文献

Implementing the millennium development food security goals – Challenges of the southern African context
  • DOI:
    10.1016/j.pce.2006.08.002
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    2006-01-01
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    0
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    0
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  • 通讯作者:
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    2023
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  • 作者:
    J. D. Gillis;W. Holt;L. Yon;G. Myers;R. Schnellbacher;R. Holly;David Love;L. Penfold
  • 通讯作者:
    L. Penfold
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  • 发表时间:
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  • 作者:
    Byunghyun Lee;Anindya Bijoy Das;David Love;Christopher Brinton;James Krogmeier
  • 通讯作者:
    James Krogmeier

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    2023
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    Standard Grant

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    2024
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了