Collaborative Research: CNS Core: Large: Scaling WLANs to TB/sec: THz Spectrum, Architectures, and Control

合作研究:CNS 核心:大型:将 WLAN 扩展到 TB/秒:太赫兹频谱、架构和控制

基本信息

  • 批准号:
    1955004
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 90万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-07-15 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Gigabit-per-second scale wireless transmission is already commercially available in wireless local area networks (WLANs). For example, the latest Wi-Fi standard at 60 gigahertz promises data rates up to 100 gigabits per second The objective of this project is to realize the next order of magnitude in data rate, spectrum access, directionality, and spatial multiplexing targeting terabit per second WLANs with a low-latency control plane that supports mobile clients. Namely, scaling spectrum access towards terahertz will provide a key ingredient to realize the sixth generation of wireless networks. Thus, this project will result in the design, implementation, and proof-of-concept demonstration of a WLAN architecture using spectrum from 100 gigahertz to 500 gigahertz with range exceeding 100 meters.This project targets to scale multi-stream data rates to terabit per second for mobile clients via the following integrated research thrusts. The first project thrust provides two underlying building blocks for steerable and highly directional beams from 100 GHz to 500 GHz: (1) A first-of-its-kind pixelated metasurface waveguide will be developed to dynamically steer a THz beam via electrical switching of the meta-elements. (2) A THz leaky waveguide's unique property of coupling frequency and steering angle will be exploited for the first time to provide frequency-selective adaptive beam steering. The second project thrust targets scaling to high-density user populations. First, new smart reflecting surfaces will be developed that will enable engineered non-specular non-line-of-sight paths. This thrust will experimentally study the achievable network density under different architectural components, identifying empirical limits at THz scale of packing many simultaneous physical links into a limited spatial area. The third project thrust targets to provide uninterrupted Tb/sec scale communication even in the presence of user and environmental mobility. The project's methodology aims to scale the control plane to a large and dense mobile WLAN via a novel spectral signature for each transmission and reception angle. Namely, with a terahertz rainbow emitted from a leaky waveguide, a unique angular signature is derived for each path, whether line of sight, a specular reflection, or an engineered path.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.
在无线局域网(WLAN)中,每秒比特数规模的无线传输已经在商业上可用。例如,最新的60千兆赫兹Wi-Fi标准承诺数据速率高达每秒100千兆比特。该项目的目标是实现数据速率、频谱接入、方向性和空间复用的下一个数量级,目标是具有支持移动的客户端的低延迟控制平面的每秒太比特WLAN。 也就是说,将频谱接入扩展到太赫兹将为实现第六代无线网络提供关键因素。因此,该项目将导致一个WLAN架构的设计,实施和概念验证演示,使用频谱从100千兆赫兹到500千兆赫兹,范围超过100米。该项目的目标是通过以下综合研究重点,为移动的客户端扩展多流数据速率到每秒太比特。第一个项目推力为从100 GHz到500 GHz的可操纵和高度定向的波束提供了两个基础构建模块:(1)将开发第一种像素化超表面波导,以通过元元件的电气开关动态地操纵THz波束。 (2)太赫兹泄漏波导的耦合频率和转向角的独特属性将首次被利用,以提供频率选择性自适应波束转向。 第二个项目的目标是扩展到高密度的用户群体。 首先,将开发新的智能反射表面,这将使工程非镜面非视线路径。这一推力将通过实验研究不同建筑组件下可实现的网络密度,确定在太赫兹尺度下将许多同时物理链接打包到有限空间区域的经验限制。第三个项目的目标是提供不间断的Tb/sec规模的通信,即使在用户和环境移动的存在。 该项目的方法旨在通过每个发射和接收角度的新颖频谱特征将控制平面扩展到大型密集的移动的WLAN。也就是说,通过泄漏波导发射的太赫兹彩虹,每个路径(无论是视线、镜面反射还是工程路径)都可以获得独特的角度特征。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(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Adversarial Aerial MetaSurfaces
对抗性空中元表面
Bessel Beams for 6G - A Performance Analysis
6G 贝塞尔光束 - 性能分析
  • DOI:
    10.1109/ieeeconf56349.2022.10052090
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Singh, Arjun;Reddy, Innem V.A.K.;Bodet, Duschia;Jornet, Josep M.
  • 通讯作者:
    Jornet, Josep M.
Impact of Antenna Element Directivity and Reflection-Interference on Line-of-Sight Multiple Input Multiple Output Terahertz Systems
天线元件方向性和反射干扰对视距多输入多输出太赫兹系统的影响
Scaling mmWave WLANs With Single RF Chain Multiuser Beamforming
  • DOI:
    10.1109/tnet.2022.3182976
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Keerthi Priya Dasala;J. Jornet;E. Knightly
  • 通讯作者:
    Keerthi Priya Dasala;J. Jornet;E. Knightly
Directional Antennas for Sub-THz and THz MIMO Systems: Bridging the Gap Between Theory and Implementation
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  • 批准号:
    2332721
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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    2022
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    $ 90万
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  • 批准号:
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    2021
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Realizing Ultra-Broadband Terahertz Communication Networks
职业:实现超宽带太赫兹通信网络
  • 批准号:
    2011411
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Realizing Ultra-Broadband Terahertz Communication Networks
职业:实现超宽带太赫兹通信网络
  • 批准号:
    1846268
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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2018 年 ACM 国际纳米计算与通信会议 (ACM/IEEE NanoCom) 的 NSF 学生旅费补助
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    1836437
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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  • 批准号:
    1730148
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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2017 年 ACM 国际纳米计算与通信会议 (ACM NanoCom) 的 NSF 学生旅费补助
  • 批准号:
    1741855
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Networked Nanophotonic Devices for Stem Cell Regulation: From Optogenetics to Optogenomics
用于干细胞调控的网络纳米光子器件:从光遗传学到光基因组学
  • 批准号:
    1706050
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
  • 批准号:
    24ZR1403900
  • 批准年份:
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  • 项目类别:
    省市级项目
Cell Research
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    31224802
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    专项基金项目
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  • 批准号:
    30824808
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
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    专项基金项目
Research on the Rapid Growth Mechanism of KDP Crystal
  • 批准号:
    10774081
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    45.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: CNS Core: Medium: Reconfigurable Kernel Datapaths with Adaptive Optimizations
协作研究:CNS 核心:中:具有自适应优化的可重构内核数据路径
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    2023
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    $ 90万
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    Standard Grant
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    2023
  • 资助金额:
    $ 90万
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    Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Small: SmartSight: an AI-Based Computing Platform to Assist Blind and Visually Impaired People
合作研究:中枢神经系统核心:小型:SmartSight:基于人工智能的计算平台,帮助盲人和视障人士
  • 批准号:
    2418188
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Small: Creating An Extensible Internet Through Interposition
合作研究:CNS核心:小:通过介入创建可扩展的互联网
  • 批准号:
    2242503
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 90万
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    Standard Grant
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  • 批准号:
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  • 批准号:
    2341378
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 90万
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    Standard Grant
Collaborative Research: CISE-MSI: RCBP-RF: CNS: ESD4CDaT - Efficient System Design for Cancer Detection and Treatment
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  • 批准号:
    2318573
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 90万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了