CAREER: Scalable Distributed MIMO: Towards Density-Proportional Capacity Scaling for Infrastructure Wireless Networks

职业:可扩展分布式 MIMO:实现基础设施无线网络的密度比例容量扩展

基本信息

  • 批准号:
    1854472
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 39.26万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-03-15 至 2020-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The proliferation of mobile devices is driving an ever-increasing demand on the capacity of infrastructure wireless networks, especially Wi-Fi. Current wireless networks can hardly meet this demand because they are interference limited -- per-user throughput decreases super-linearly with network density. Adding more access points (APs) may worsen the problem, because the APs themselves interfere with each other. The objective of this research is to overcome this fundamental limitation, and enable network capacity to scale proportionally with node density, by exploring a transformative architecture called Scalable Distributed MIMO (SDM). The principle behind SDM is to reorganize the APs into clusters. Within each cluster, the APs tightly synchronize and share data with each other. This enables them to cancel the mutual interference and scale network capacity with AP density. Different AP clusters contend for channel access in a self-organized manner, thus scaling capacity across an entire network. The long-term objective of SDM is to enable dense indoor infrastructure networks supporting Gbps per-user throughput, marking an important step towards the goals outlined in the National Broadband Plan. To realize the SDM principle, the proposed research synthesizes a comprehensive framework of tasks spanning five years, including performance modeling/analysis, network protocol/algorithm design, and implementation/experimentation on a software radio testbed. In particular, the PI plans to (i) systematically explore ways of deploying AP clusters to balance the tradeoffs between system complexity, scalability, and compatibility with legacy networks; (ii) design a new paradigm of cluster-centric network protocols that feature tight coordination between APs within a cluster and self-organization among different clusters; (iii) develop new communications algorithms that tame the coordination overhead while maximizing cluster capacity, and translate the capacity gain into improved end-user experience. The testbed used in the research tasks will be extended into a user-friendly educational platform that enhances the knowledge of wireless networks for students at different levels. The research and educational materials will be broadly disseminated for reproducibility of results.
移动设备的扩散正在推动对基础设施无线网络(尤其是Wi-Fi)能力的不断增长的需求。当前的无线网络几乎无法满足此需求,因为它们受到干扰有限 - 使用者吞吐量随着网络密度而超级线性降低。 添加更多的访问点(AP)可能会使问题恶化,因为APS本身会互相干扰。 这项研究的目的是克服这一基本限制,并通过探索称为可扩展分布的MIMO(SDM)的变革性体系结构来使网络与节点密度成比例地扩展。 SDM背后的原理是将APS重组为簇。在每个集群中,AP会紧密同步并相互共享数据。这使他们能够以AP密度取消相互干扰和规模网络容量。不同的AP群集以自组织的方式竞争通道访问,从而在整个网络上缩放能力。 SDM的长期目标是使密集的室内基础设施网络支持GBPS人均吞吐量,这标志着朝着国家宽带计划中概述的目标迈出的重要一步。 为了实现SDM原则,拟议的研究综合了五年的全面框架,包括性能建模/分析,网络协议/算法设计以及软件无线电测试中的实施/实验。特别是,PI计划(i)系统地探索部署AP群集的方式,以平衡系统复杂性,可扩展性和与传统网络的兼容性之间的权衡; (ii)设计一个以集群为中心的网络协议的新范式,该协议具有群集内的AP与不同群集之间的自我组织之间的紧密协调; (iii)开发新的通信算法,这些算法在最大化集群容量的同时驯服了协调的开销,并将容量增益转化为改进的最终用户体验。 研究任务中使用的测试平台将扩展到一个用户友好的教育平台,该平台可以增强不同级别的学生的无线网络知识。研究和教育材料将被广泛传播,以重现结果。

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 }}

Xinyu Zhang其他文献

Linkages between the soil organic matter fractions and the microbial metabolic functional diversity within a broad-leaved Korean pine forest
阔叶红松林土壤有机质组分与微生物代谢功能多样性之间的联系
  • DOI:
    10.1016/j.ejsobi.2014.12.001
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Tian Jing;Luke McCormack;Jingyuan Wang;Dali Guo;Qiufeng Wang;Xinyu Zhang;Guirui Yu
  • 通讯作者:
    Guirui Yu
Recent status and future perspectives of ZnIn2S4 for energy conversion and environmental remediation
ZnIn2S4在能源转换和环境修复方面的现状和未来展望
  • DOI:
    10.1016/j.cclet.2022.107775
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.1
  • 作者:
    Mengzhu Li;Longlu Wang;Xinyu Zhang;Weinan Yin;Yingbo Zhang;Jingwen Li;Ziyang Yin;Yuntao Cai;Shujuan Liu;Qiang Zhao
  • 通讯作者:
    Qiang Zhao
Consequence modeling and domino effects analysis of synergistic effect for pool fires based on computational fluid dynamic
基于计算流体动力学的池火协同效应后果建模与多米诺效应分析
  • DOI:
    10.1016/j.psep.2021.10.021
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Xiaofeng Li;Guohua Chen;Kongxing Huang;Tao Zeng;Xinyu Zhang;Peng Yang;Mulin Xie
  • 通讯作者:
    Mulin Xie
A Cognitively Inspired System Architecture for the Mengshi Cognitive Vehicle
猛狮认知车的认知启发系统架构
  • DOI:
    10.1007/s12559-019-09692-6
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Xinyu Zhang;Mo Zhou;Huaping Liu;Amir Hussain
  • 通讯作者:
    Amir Hussain
DNA methylation mediates the effect of cocaine use on HIV severity
DNA甲基化介导可卡因使用对艾滋病毒严重程度的影响
  • DOI:
    10.1101/2020.05.11.20027458
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Chang Shu;A. Justice;Xinyu Zhang;Zuoheng Wang;D. Hancock;E. Johnson;Ke Xu
  • 通讯作者:
    Ke Xu

Xinyu Zhang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('Xinyu Zhang', 18)}}的其他基金

NSF Convergence Accelerator Track L: An Integrated and Miniaturized Opioid Sensor System: Advancing Evidence-Based Strategies for Addressing the Opioid Crisis
NSF 融合加速器轨道 L:集成和小型化阿片类药物传感器系统:推进解决阿片类药物危机的循证策略
  • 批准号:
    2344344
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Effective Strategies to Recruit Underserved Students to Baccalaureate Engineering Success and Transition Programs (Recruit-BEST)
招募服务不足的学生参加学士学位工程成功和过渡计划的有效策略(Recruit-BEST)
  • 批准号:
    2320120
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: NeTS: Medium: Scalable Metasurface Array for mmWave Communication and Sensing
合作研究:NeTS:Medium:用于毫米波通信和传感的可扩展超表面阵列
  • 批准号:
    2312715
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research:SWIFT: Exploiting Application Semantics in Intelligent Cross-Layer Design to Enhance End-to-End Spectrum Efficiency
合作研究:SWIFT:利用智能跨层设计中的应用语义来提高端到端频谱效率
  • 批准号:
    2128588
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Medium: Networked Smart Paper: Towards Invisible Wearables for Humans and Things
CNS 核心:媒介:网络智能纸:迈向人类和事物的隐形可穿戴设备
  • 批准号:
    1901048
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CCRI: ENS: Enhancing a Millimeter-Wave Massive MIMO Platform to Support the 5G V2X Networking and Automotive Sensing Research Community
CCRI:ENS:增强毫米波大规模 MIMO 平台以支持 5G V2X 网络和汽车传感研究社区
  • 批准号:
    1925767
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NeTS: Large: Collaborative Research: GigaNets: A Path to Experimental Research in Millimeter Wave Networking
NeTS:大型:协作研究:GigaNets:毫米波网络实验研究之路
  • 批准号:
    1952942
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NeTS: Small: Collaborative Research: Fine-Grained Spectrum Access for Carrier-Aggregation Based Wireless Networks
NeTS:小型:协作研究:基于载波聚合的无线网络的细粒度频谱接入
  • 批准号:
    1954608
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NeTS: Small: Collaborative Research: Fine-Grained Spectrum Access for Carrier-Aggregation Based Wireless Networks
NeTS:小型:协作研究:基于载波聚合的无线网络的细粒度频谱接入
  • 批准号:
    1617321
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NeTS: Large: Collaborative Research: GigaNets: A Path to Experimental Research in Millimeter Wave Networking
NeTS:大型:协作研究:GigaNets:毫米波网络实验研究之路
  • 批准号:
    1518728
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

可变扩散系数非局部问题的分布式可扩展的有限元并行计算方法
  • 批准号:
    12301496
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
具备可扩展性与隐私保障的数据驱动分布式优化方法及其在需求响应中的应用
  • 批准号:
    72301008
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
递归神经网络在FPGA上低功耗、可扩展、分布式的实现
  • 批准号:
    62311530099
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
直流微电网集群的大信号稳定性可扩展分析方法研究:从分布式控制到分布式建模
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
直流微电网集群的大信号稳定性可扩展分析方法研究:从分布式控制到分布式建模
  • 批准号:
    52277169
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Foundations of Scalable and Resilient Distributed Real-Time Decision Making in Open Multi-Agent Systems
职业:开放多代理系统中可扩展和弹性分布式实时决策的基础
  • 批准号:
    2339509
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Scalable and Secure Control of Distributed Grid-Edge Resources for Enhanced Grid Reliability
职业:对分布式电网边缘资源进行可扩展且安全的控制,以增强电网可靠性
  • 批准号:
    2145408
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Pushing the Theoretical Limits of Scalable Distributed Algorithms
职业:突破可扩展分布式算法的理论极限
  • 批准号:
    1845146
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Scalable Distributed MIMO: Towards Density-Proportional Capacity Scaling for Infrastructure Wireless Networks
职业:可扩展分布式 MIMO:实现基础设施无线网络的密度比例容量扩展
  • 批准号:
    1350039
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Study of Scalable, High-Performance Distributed Shared Storage Systems
职业:可扩展、高性能分布式共享存储系统的研究
  • 批准号:
    9984852
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 39.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了