CRI: II-NEW: CHRONOS : A Cloud based Hybrid RF-Optical Network Over Synchronous Links

CRI:II-新:CHRONOS:基于同步链路的云混合射频光网络

基本信息

  • 批准号:
    1823225
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 75万
  • 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 2024-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This proposal presents CHRONOS - Cloud based Hybrid RF-Optical Network Over Synchronous links. The primary goal of this project is to design, build and maintain a multi-node, heterogeneous, wideband, scalable, hybrid and synchronous Cloud Radio Access Network (Cloud RAN or C-RAN), specifically to support high throughput wireless access for emerging applications like Virtual Reality (VR), Industrial Internet of Things (IoT), 3D broadcast video, tele-surgery, etc. The combination of tight synchrony and heterogeneity among the network constituents make CHRONOS radically different and foundational to investigate previously unexplored research problems in wireless networking and communication. This infrastructure cuts across multiple domains including wireless networks, digital communication, signal processing, optical communication, hardware and software architectures and parallel processing. In addition to global technological and social impact, students at the state University at Albany will be trained using this testbed. The highly diversified student body in the university includes traditionally underrepresented communities, who will greatly benefit from hands-on workshops, seminars, summer programs and student interest groups hosted by the researchers throughout the duration of the project. The testbed will not only enable research at Albany, but will also foster long-term collaborations beyond the campus as well.CHRONOS enhances the capabilities of conventional C-RAN in multiple directions by integrating synchronous radio frequency and optical links. The long term goal of this project is to utilize the testbed to enable practical research in wireless and optical communication with emphasis on new hardware and software architectures for signal processing. Specifically, this project will 1) develop baseband transceiver in multi-field-programmable gate array (FPGA)-based cloud platform, edge nodes as well as mobile terminals to enable high bandwidth communication, 2) interface between the cloud and the edge nodes to split edge-cloud processing, 3) partition between FPGA and graphical processing unit (GPU) co-processor for parallelism in baseband, and 4) enable dynamic reconfiguration for digital signal processing (DSP) modules as required by applications. The key architectural advantage of CHRONOS is the decoupling of baseband signal processing from the front end allowing for complex, joint processing of signals from spatially distributed radio units. It also optimizes real-time performance by having computation capabilities at the network edge while trading off energy consumption. Spatially distributed antenna geometry alleviates the inefficiencies imposed by co-located antennas in existing communication methods. It also advances the research in virtual cloud platforms that support partial reconfiguration of FPGA to scale the DSP tasks based on demand. These efforts in multiple fundamental domains are tightly coupled and require close interaction to realize the full potential of this infrastructure.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.
该提案提出了CHRONOS-基于云的同步链路上的混合RF光网络。本项目的主要目标是设计、构建和维护一个多节点、异构、宽带、可扩展、混合和同步的云无线接入网络(Cloud RAN或C-RAN),专门用于支持虚拟现实(VR)、工业物联网(IoT)、3D广播视频、远程手术等新兴应用的高吞吐量无线接入,紧密的同步性和异构性的网络组成部分之间的组合,使CHRONOS从根本上不同的和基础的调查以前未开发的研究问题,在无线网络和通信。该基础设施跨越多个领域,包括无线网络、数字通信、信号处理、光通信、硬件和软件架构以及并行处理。除了全球技术和社会影响外,奥尔巴尼的州立大学的学生将使用该试验台进行培训。大学高度多样化的学生团体包括传统上代表性不足的社区,他们将在整个项目期间从研究人员主办的实践讲习班,研讨会,暑期课程和学生兴趣小组中受益匪浅。该测试平台不仅将使奥尔巴尼的研究成为可能,还将促进校园以外的长期合作。CHRONOS通过集成同步射频和光链路,在多个方向上增强了传统C-RAN的能力。该项目的长期目标是利用该测试平台进行无线和光通信的实际研究,重点是新的信号处理硬件和软件架构。具体而言,该项目将1)在基于多个现场可编程门阵列(FPGA)的云平台、边缘节点以及移动的终端中开发基带收发器,以实现高带宽通信,2)在云和边缘节点之间建立接口,以拆分边缘云处理,3)在FPGA和图形处理单元(GPU)协处理器之间进行分区,以实现基带中的并行性,以及4)能够根据应用的需要对数字信号处理(DSP)模块进行动态重新配置。CHRONOS的主要架构优势是基带信号处理与前端的解耦,允许对来自空间分布的无线电单元的信号进行复杂的联合处理。它还通过在网络边缘具有计算能力来优化实时性能,同时权衡能耗。空间分布的天线几何形状消除了现有通信方法中由共置天线施加的低效率。它还推进了虚拟云平台的研究,该平台支持FPGA的部分重新配置,以根据需求扩展DSP任务。这些在多个基本领域的努力是紧密耦合的,需要密切的互动,以实现这一基础设施的全部潜力。该奖项反映了NSF的法定使命,并已被认为是值得通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估的支持。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Autoencoder Model for OFDM-based Optical Wireless Communication
Rand-OFDM: A Secured Wireless Signal
Learning from Peers at the Wireless Edge
Mixed-Carrier Communication for Technology Division Multiplexing
  • DOI:
    10.3390/electronics10182248
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    A. F. Hussein;D. Saha;H. Elgala
  • 通讯作者:
    A. F. Hussein;D. Saha;H. Elgala
CHRONOS: A Cloud based Hybrid RF-Optical Network Over Synchronous Links
  • DOI:
    10.1109/5gwf.2018.8516709
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Careem;Monette H. Khadr;Ahmed F. Hussien;D. Saha;H. Elgala;A. Dutta
  • 通讯作者:
    M. Careem;Monette H. Khadr;Ahmed F. Hussien;D. Saha;H. Elgala;A. Dutta
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Hesham Mohammed;Dola Saha
  • 通讯作者:
    Dola Saha

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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 75万
  • 项目类别:
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知道了