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

基本信息

  • 批准号:
    1925767
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 200万
  • 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:
    2019-10-01 至 2024-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This proposal aims to develop an open-source platform called M3 to facilitate research in 5G vehicular networking and automotive sensing. M3 enables experimental research on millimeter-wave (mmWave) technologies--the cornerstone for 5G wireless communication and automotive radar sensing. mmWave radio/radar electronically steerable directional beams, generated by large antenna arrays, as communication/sensing medium. Programmability is critical for mmWave experimental research, especially in real-time vehicular networking/sensing. Yet, to date, programmable mmWave devices are either too costly, or lack a reasonably-sized antenna array which is critical for real-time beam-steering operations. M3 will fill this gap with a low-cost software radio/radar featuring a large antenna array. By designing a novel radio/radar architecture, M3 brings the per-node cost down by an order of magnitude, and increases the phased-array size by an order of magnitude, compared with the state-of-the-art. The research team will deploy an open-access experimental testbed on the UCSD campus comprised of the M3 radios/radars. The researchers will also bring M3 to the broader research community, through online Q&A forum, hands-on workshops/tutorials, remote access, and hardware loans/replication services. This proposal aims to develop a programmable open-source massive Multiple-Input/Multiple-Output (MIMO) millimeter-wave (mmWave) platform called M3 to facilitate experimental research in 5G vehicular networking and automotive sensing. The project comprises three major research thrusts: (i) Develop software/firmware to enable a partially programmable 802.11ad mmWave radio with 288-element phased-array, allowing users to reconfigure the codebook entries and beam patterns, and access real-time per-beam channel state information (CSI). (ii) Develop a mmWave massive MIMO software-radio, comprising 4 radio frequency (RF) chains and 144 antenna elements in total. The software radio will integrate the OpenAirInterface 5G physical layer and core network stack. (iii) Develop a programmable MIMO mmWave phased-array radar, with 4 RF chains and 144 antenna elements, used for exploring high-resolution automotive sensing. M3's cost is an order of magnitude lower compared with the state-of-the-art mmWave software-radio, but its phased-array is an order of magnitude higher. The surprisingly low cost is attributed to a novel radio architecture design, which repurposes a commodity phased-array antenna as a programmable phased-array. This project will bring M3 to the broader research community through hands-on workshops/tutorials, and provide user services including hardware loans, replication, and restricted remote access to a testbed comprised of M3 radios.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.
该提案旨在开发一个名为M3的开源平台,以促进5G车联网和汽车传感的研究。M3使毫米波(毫米波)技术的实验研究成为可能--这是5G无线通信和汽车雷达传感的基石。毫米波无线电/雷达电控定向波束,由大型天线阵产生,作为通信/传感介质。可编程性是毫米波实验研究的关键,特别是在实时车辆联网/传感方面。然而,到目前为止,可编程的毫米波设备要么过于昂贵,要么缺乏对实时波束控制操作至关重要的合理大小的天线阵列。M3将用具有大型天线阵的低成本软件无线电/雷达来填补这一空白。通过设计一种新颖的无线电/雷达架构,与最先进的技术相比,M3将每节点成本降低了一个数量级,并将相控阵尺寸增加了一个数量级。研究团队将在加州大学圣地亚哥分校校园内部署一个开放接入的实验试验台,由M3无线电/雷达组成。研究人员还将通过在线问答论坛、实践研讨会/教程、远程访问和硬件借用/复制服务,将M3带到更广泛的研究社区。该提案旨在开发一个名为M3的可编程开源大规模多输入/多输出(MIMO)毫米波(MmWave)平台,以促进5G车载网络和汽车传感的实验研究。该项目包括三项主要研究工作:(I)开发软件/固件,以实现具有288单元相控阵的部分可编程802.11ad毫米波无线电,允许用户重新配置码本条目和波束方向图,并获取实时的每波束信道状态信息(CSI)。(2)开发毫米波大规模MIMO软件无线电,包括4个射频(RF)链和总共144个天线单元。软件无线电将整合OpenAirInterface5G物理层和核心网络堆栈。(3)开发具有4个射频链和144个天线单元的可编程MIMO毫米波相控阵雷达,用于探索高分辨率汽车传感。与最先进的毫米波软件无线电相比,M3的S成本低了一个数量级,但它的相控阵要高一个数量级。令人惊讶的低成本归因于一种新颖的无线电架构设计,它将商用相控阵天线重新定位为可编程相控阵。该项目将通过实践研讨会/教程将M3带到更广泛的研究社区,并提供用户服务,包括硬件借用、复制和对由M3无线电组成的试验台的受限远程访问。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)
Robust Multimodal Vehicle Detection in Foggy Weather Using Complementary Lidar and Radar Signals
SaTCP: Link-Layer Informed TCP Adaptation for Highly Dynamic LEO Satellite Networks
SaTCP:高动态 LEO 卫星网络的链路层通知 TCP 适配
  • DOI:
    10.1109/infocom53939.2023.10228914
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Cao, Xuyang;Zhang, Xinyu
  • 通讯作者:
    Zhang, Xinyu
Demystifying millimeter-wave V2X: towards robust and efficient directional connectivity under high mobility
Mosaic: leveraging diverse reflector geometries for omnidirectional around-corner automotive radar
Low Overhead Codebook Design for mmWave Roadside Units Placed at Smart Intersections
放置在智能交叉口的毫米波路边单元的低开销码本设计
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Xinyu Zhang其他文献

Model averaging with covariates that are missing completely at random
对完全随机缺失的协变量进行模型平均
  • DOI:
    10.1016/j.econlet.2013.09.008
  • 发表时间:
    2013-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Xinyu Zhang
  • 通讯作者:
    Xinyu Zhang
Influence of Nb addition on microstructural evolution and compression mechanical properties of Ti-Zr alloys
Nb添加对Ti-Zr合金显微组织演变和压缩力学性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jmst.2020.03.092
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Pengfei Ji;Bohan Chen;Bo Li;Yihao Tang;Guofeng Zhang;Xinyu Zhang;Mingzhen Ma;Riping Liu
  • 通讯作者:
    Riping Liu
Genotype variant screening and phenotypic analysis of FBN1 in Chinese patients with isolated ectopia lentis
中国孤立性晶状体异位患者FBN1基因型变异筛查及表型分析
  • DOI:
    10.3892/mmr.2021.11914
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Yijing Zhou;Dongwei Guo;Qianzhong Cao;Xinyu Zhang;Guangming Jin;Danying Zheng
  • 通讯作者:
    Danying Zheng
Main controls on the denitrification rates during cropland revegetation in the southwest China Karst Critical Zone Observatory
西南喀斯特关键带观测站农田植被恢复反硝化率的主要控制
  • DOI:
    10.1016/j.agee.2020.107228
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    D;an Li;Xinyu Zhang;Jennifer A.J. Dungait;Sophie M. Green;Xuefa Wen;Timothy A. Quine;Qiubing Wang
  • 通讯作者:
    Qiubing Wang
Tailoring anionic solar evaporator with an enhanced Donnan effect for a highly effective salt resistance desalination and water purification
定制具有增强唐南效应的阴离子太阳能蒸发器,以实现高效的抗盐海水淡化和水净化

Xinyu Zhang的其他文献

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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NSF Convergence Accelerator Track L: An Integrated and Miniaturized Opioid Sensor System: Advancing Evidence-Based Strategies for Addressing the Opioid Crisis
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  • 批准号:
    2344344
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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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:
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  • 财政年份:
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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
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  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 200万
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    Continuing 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
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    2018
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    Continuing Grant
NeTS: Small: Collaborative Research: Fine-Grained Spectrum Access for Carrier-Aggregation Based Wireless Networks
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  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 200万
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    Standard Grant
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  • 批准号:
    1617321
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 200万
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    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:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

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基于色氨酸代谢调控ENS途径探讨电针治疗功能性消化不良的作用机制
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    JCZRLH202500075
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    30 万元
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  • 批准号:
  • 批准年份:
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相似海外基金

Collaborative Research: Research Infrastructure: CCRI: ENS: Enhanced Open Networked Airborne Computing Platform
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    2235160
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 200万
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    Standard Grant
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  • 批准号:
    2235157
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Research Infrastructure: CCRI: ENS: Enhanced Open Networked Airborne Computing Platform
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  • 批准号:
    2235158
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Research Infrastructure: CCRI: ENS: Enhanced Open Networked Airborne Computing Platform
合作研究:研究基础设施:CCRI:ENS:增强型开放网络机载计算平台
  • 批准号:
    2235159
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 200万
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    Standard Grant
Rôles adaptatifs des symbioses mutualistes hôte-microbiote chez les Téléostéens de l'Amazone
亚马逊河中微生物共生共生的适应性
  • 批准号:
    RGPIN-2019-04802
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 200万
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CCRI: ENS: Next Generation Tools for Spoken Language Science & Technology
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  • 批准号:
    2120435
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  • 批准号:
    2120448
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
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    Standard Grant
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CCRI:ENS:发展 Defects4J 基准和基础设施以实现软件工程研究的持续创新和可重复性
  • 批准号:
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CCRI:ENS:以活动为中心的嵌入式人工智能交互环境
  • 批准号:
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  • 财政年份:
    2021
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ENS 神经免疫相互作用的改变会破坏阿尔茨海默病的胃肠动力
  • 批准号:
    10653255
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
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知道了