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工程师授予资助,以改善无线电频谱使用

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认知无线电,帮助确定在任何特定情况下运行的最佳方式的“智能”手机或警察无线电,正在成为下一代无线通信的“无线电平台”。他们还有望在美国海军和国防部的战术通信中扮演重要角色,“弗吉尼亚理工大学工程学院电子与计算机工程教授侯said(Thomas Hou)说。

然而,仍然存在一个主要的技术障碍,那就是已经拥挤的无线网络阵列上的频率空间的可用性。 Hou和他的同事计算机科学的Wenjing Lou和工业和系统工程的Hanif Sherali提出了一些可以避免干扰的新型频谱共享解决方案。美国国家科学基金会和海军研究办公室正在资助他们的高效频谱共享工作,尽管每个授权都涉及不同类型的问题和不同的应用领域。

认知无线电是值得的,因为它们将根据其环境和用户的需求进行配置。新的认知无线电与生物相似,因为他们了解自己的周围环境,了解自己和他们的用户的能力以及管理的社会约束。在十多年的发展过程中,认知无线电传播仍面临挑战。

为解决其中一些问题,价值50万美元的NSF项目旨在实现网络实际共存频谱的高效共享。

“在无线网络社区中,主要的频谱共享范例是只有当主要节点不使用频带时,次要认知无线电节点才允许使用分配给主要节点的频谱带”,主要研究者Hou项目说。联邦通信委员会要求辅助节点不应该产生可能对主节点有害的干扰。

“但是如果我们能够以某种方式配置不被主节点感知的辅助节点,那么我们就可以实现透明的共存。这是NSF资助的主要研究主题。

具体而言,团队表示他们计划探索与主网络同时激活辅助网络的可能性,以及由辅助节点产生的干扰可以由辅助节点适当地控制(例如,取消)。也就是说,次要用户以比干扰避免范式更激进的方式来共享频谱。

“在这里,只要辅助节点能够消除对主节点的干扰,主节点就不会感觉到辅助节点的存在,就允许辅助节点处于活动状态。 Hou解释说:“次要节点的活动是以主要节点的透明或不可见的方式进行的。

在此范例下,辅助节点使用强大的物理层功能来处理干扰消除。此外,这种干扰消除的负担将仅仅依赖于次节点,以便对主节点真正透明或不可见。正如预期的那样,这种模式有可能提供比现有模式更高的频谱效率和网络容量。

由ONR授予的第二笔赠款价值30万美元,将允许Hou,Lou和Sherali查看具体的战术通信频谱分享方法。

在这个项目中,他们将探索一种新的DoD和海军认知无线电特设网络的频谱共享方法。所提出的方法被称为协作共享,特别针对国防部或海军的辅助网络作为次要网络的应用场景,希望在基础频谱由盟军联盟拥有的友好环境中接入无线电频谱部队网络。

用这种方法,辅助网络和主网络以合作友好的方式共享对方的网络资源或节点。 Hou解释说:“虽然来自主网络的数据包仍可能优先于来自辅助网络的数据包,但来自任一网络的数据包将利用另一个网络中的节点到达目的地。

“提出的合作共享模式允许以合作的方式在主要和次要网络之间完全共享网络资源。可以保留来自主网络的流量的优先级,同时可以改善两个网络的网络连接性和其他网络性能度量。这个新的范例为DoD ad hoc网络接入无线电频谱提供了许多新的可能性,并大大提高了海军的战术通信能力。

Hou是“认知无线电通信与网络:原理与实践”的联合编辑,被世界各地的一些大学采纳为教科书。 Lou在无线网络研究的基础上获得了NSF CAREER奖。 Sherali是美国国家工程院院士,他在设计优化算法方面的能力是世界闻名的。

来源:VirginiaTech

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