CNS Core: Small: Collaborative: Towards Surge-Resilient Hybrid RF/VLC Networks

CNS 核心:小型:协作:迈向抗浪涌混合 RF/VLC 网络

基本信息

  • 批准号:
    1910153
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24.88万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-11-01 至 2024-10-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The successful deployment of smart city-scale wireless services, such as the Internet of Things (IoT), hinges on the presence of a reliable communication infrastructure that can pervasively connect both human and machine-type devices. In order to support the traffic anticipated from an IoT ecosystem, the wireless infrastructure must be resilient to the surge of traffic that can result from a plethora of events that range from hot-spot events and random failures to natural disasters and targeted attacks. The goal of this research is to develop a novel wireless network architecture that leverages both radio frequency (RF) and visible light communication (VLC) to provide resilient and pervasive connectivity. The developed architecture and associated frameworks will bring together novel, cross-disciplinary ideas from communication theory, learning, and game theory to explore the fundamental theoretical and experimental challenges of a hybrid and resilient RF/VLC network. The research is coupled with a comprehensive educational plan that includes new course material, tutorials, and large-scale involvement of graduate and undergraduate students in research related to resilient communications and networking.This research will introduce a novel framework for designing, analyzing, and optimizing hybrid RF/VLC communications, in the presence of failures, hotspots, and natural disasters. The key technical contributions will include: 1) Novel scheduling algorithms uniquely tailored towards RF/VLC systems that can maximize the number of users with available connectivity, in the presence of traffic surges; 2) Effective transmission mechanisms based on non-orthogonal multiple access that can enhance the spectral efficiency of flash crowds; 3) Resilient self-organizing algorithms, based on game theory and reinforcement learning, that exploit feedback across radio access technologies to enable intelligent and resilient resource management in the presence of incomplete information; and 4) Practical RF/VLC experiments that will be used to validate the proposed research and bridge the gap between theory and practice.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.
物联网(IoT)等智能城市规模的无线服务的成功部署,取决于可靠的通信基础设施的存在,该基础设施可以无处不在地连接人和机器类型的设备。为了支持物联网生态系统预期的流量,无线基础设施必须对大量事件(从热点事件和随机故障到自然灾害和有针对性的攻击)可能导致的流量激增具有弹性。这项研究的目标是开发一种新型的无线网络体系结构,利用射频(RF)和可见光通信(VLC)来提供弹性和普遍的连接。开发的架构和相关框架将汇集来自通信理论、学习和博弈论的新的跨学科思想,以探索混合和弹性RF/VLC网络的基本理论和实验挑战。这项研究与一项全面的教育计划相结合,该计划包括新的课程材料、教程,以及研究生和本科生大规模参与与弹性通信和网络相关的研究。该研究将引入一种新的框架,用于在出现故障、热点和自然灾害的情况下设计、分析和优化混合RF/VLC通信。主要技术贡献将包括:1)专为RF/VLC系统量身定做的新型调度算法,其能够在存在业务量激增的情况下最大化具有可用连接性的用户数;2)基于非正交多址的有效传输机制,其可以增强闪存拥塞的频谱效率;3)基于博弈论和强化学习的弹性自组织算法,其利用跨无线电接入技术的反馈来实现在存在不完全信息的情况下的智能和弹性资源管理;和4)实际的RF/VLC实验,用于验证所提出的研究并弥合理论和实践之间的差距。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势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(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Low-Resolution Limited-Feedback NOMA for mmWave Communications
  • DOI:
    10.1109/twc.2020.2993212
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Yavuz Yapıcı;Ismail Güvenç;H. Dai
  • 通讯作者:
    Yavuz Yapıcı;Ismail Güvenç;H. Dai
Dynamic Interference Management for UAV-Assisted Wireless Networks
  • DOI:
    10.1109/twc.2021.3114234
  • 发表时间:
    2022-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Rahmati, Ali;Hosseinalipour, Seyyedali;Bhuyan, Arupjyoti
  • 通讯作者:
    Bhuyan, Arupjyoti
Machine Learning-Based Beamforming for Unmanned Aerial Vehicles Equipped with Reconfigurable Intelligent Surfaces
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  • DOI:
    10.1109/mwc.004.2100694
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    12.9
  • 作者:
    Ahmad, Ishtiaq;Narmeen, Ramsha;Becvar, Zdenek;Guvenc, Ismail
  • 通讯作者:
    Guvenc, Ismail
28 GHz Indoor and Outdoor Propagation Measurements and Analysis at a Regional Airport
地区机场的 28 GHz 室内和室外传播测量和分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Du, Kairui;Ozdemir, Ozgur;Erden, Fatih;Guvenc, Ismail
  • 通讯作者:
    Guvenc, Ismail
Energy- vs Spectral-Efficiency for Energy-Harvesting Hybrid RF/VLC Networks
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  • 通讯作者:
    Zhangdui Zhong
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    Ismail Guvenc
  • 通讯作者:
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知道了