美国6G之NSF项目
产业动态 | 2021/12/15 19:00:22
美国国家科学基金会（NSF）内的高级无线研究组合用于支持基础研究，这些研究面向支持速率更快、反应更智能、响应更快和更强大的高级无线通信技术。这包括在测床上建立和支持实验，例如高级无线研究平台（PAWR）。目前正在努力为6G（NextG）技术做出贡献，如下所列。
① 弹性和智能NextG系统（RINGS）
NSF、美国国防部研究与工程部副部长办公室（OUSD R&E）、美国国家标准与技术研究院（NIST）以及多个行业合作伙伴（苹果、爱立信、谷歌、IBM、英特尔、微软、诺基亚、高通和VMware）正合作开发弹性和智能NextG系统（RINGS）计划，以加快对新兴NextG无线和移动通信、网络、感知和计算系统以及全球范围服务有重大影响的领域的研究。RINGS计划的目标是通过将“弹性”视为主要关注点来实现NextG网络系统的设计，同时旨在实现卓越的性能。该计划将有助于提高NextG系统的安全性和可靠性，同时推进底层技术演进，以支持未来二十年此类网络对严格通信和计算性能的要求。
弹性可以被视为具有几个组成部分：安全性、适应性、自主性和可靠性。虽然网络设计人员总是不得不在性能和创新与可靠性和安全性之间取得平衡，但今天的网络系统设计工具和技术还没有以全面、集成的方式解决网络的弹性问题，这导致安全漏洞、不稳定的更新和错误配置的系统会产生不可预测的行为。虽然在当今的网络中是可以容忍的，但这些不可预测的行为在支持“基本和关键服务”的未来NextG网络系统中是不可接受的。此外，多个相互竞争的利益体可能在同一网络基础设施上运行，而底层硬件和软件可能不受信任。
提交给RINGS计划的提案将通过解决来自以下两组的一个或多个研究向量（RV）来应对这一挑战：（A）弹性网络系统和（B）支持技术。A组涵盖了广泛的安全和弹性问题，包括：
• 对攻击、故障和服务中断具有抵抗力和/或高容忍度，能够快速识别根本原因；
• 当资源可用性受到破坏性事件的影响时，服务的降级和快速适应能力；
• 计算能力在分布式、异构和解耦资源中的弹性分布。
相关的RV包括：全栈安全性、网络智能/适应性、自治性和探索性弹性组件。
B组的RV涵盖了广泛的使能技术，包括：射频和混合信号电路、天线和组件；新颖的频谱管理技术；可扩展的设备到边缘到云的连续体；合并数字/物理/虚拟世界。
② 频谱
美国国家科学基金会的频谱创新计划（SII）开始倡导建立一个新的国家无线频谱研究中心（SIICenter），该中心制定了一条轨迹，以通过有效使用和共享无线电频谱确保美国在下一代无线技术、系统和科学与工程应用方面的领先地位。SII中心的建立将对无线频谱研究产生变革性影响，它将成为解决最大和最具挑战性的频谱管理问题的连接点。
③ 研究所/中心
NSF AI边缘计算研究所由杜克大学领导，也称为Athena，将专注于开发具有开创性AI功能的边缘计算，同时控制复杂性和成本。它将汇集来自七所大学的科学家、工程师、统计学家、法律学者和心理学家的世界级多学科团队，它将改变未来系统（从移动设备到网络）的设计、运营和服务。它致力于教育和发展劳动力，培养多元化的下一代边缘计算和网络领导者，其核心价值观是由人工智能的道德和公平驱动的。作为边缘计算社区的枢纽，该研究所将带头协作和知识转移，将新兴技术能力转化为新的商业模式和创业机会。杜克大学的合作机构包括麻省理工学院、耶鲁大学、普林斯顿大学、威斯康星大学、密歇根大学和北卡罗来纳州A&T。该研究所由国土安全部（DHS）部分资助。
NSF于2021年7月在俄亥俄大学成立了AI研究所，也称为AI-EDGE NSF（AI未来边缘网络和分布式智能研究所），以AI改进移动系统和网络。该研究所由DHS部分资助。该研究所将利用网络和人工智能之间的协同作用来设计下一代高效、可靠、稳健和安全的无线边缘网络。将开发新的人工智能工具和技术，以确保这些网络能够自我修复和自我优化。反过来，这些网络将旨在释放协作的力量，帮助解决长期存在的分布式人工智能挑战，使人工智能在智能交通、远程医疗、分布式机器人和智能航空航天等领域的应用中更加高效、互动和隐私保护。
宽带无线接入和应用中心（BWAC）是一个多大学国家科学基金会（NSF）工业/大学合作研究中心（IUCRC），由亚利桑那大学与密西西比大学、美国天主教大学和北卡罗来纳大学合作。除了NSF的支持外，BWAC还得到了来自工业和国防部（DoD）实验室的20多个附属成员的资助。OpenAirX-Labs（OAX）：高级无线研究平台（PAWR）计划由NSF和35家领先的无线公司和协会组成的财团资助，于2021年6月推出了OAX，作为北美开发、测试和集成OpenAirInterface（OAI）软件联盟的开源5G独立软件堆栈。作为这项工作的一部分，OAX将引入一个基准、端到端5G实施，并提供跨多个指标的开发和测试状态。初始软件开发和测试完成后，开源5G堆栈将在PAWR无线测试平台上实例化为新的软件配置文件。它将提供给研究人员，用于对5G频谱共享、网络自动化和其他先进无线技术的持续探索。
① 弹性和智能NextG系统（RINGS）
NSF、美国国防部研究与工程部副部长办公室（OUSD R&E）、美国国家标准与技术研究院（NIST）以及多个行业合作伙伴（苹果、爱立信、谷歌、IBM、英特尔、微软、诺基亚、高通和VMware）正合作开发弹性和智能NextG系统（RINGS）计划，以加快对新兴NextG无线和移动通信、网络、感知和计算系统以及全球范围服务有重大影响的领域的研究。RINGS计划的目标是通过将“弹性”视为主要关注点来实现NextG网络系统的设计，同时旨在实现卓越的性能。该计划将有助于提高NextG系统的安全性和可靠性，同时推进底层技术演进，以支持未来二十年此类网络对严格通信和计算性能的要求。
弹性可以被视为具有几个组成部分：安全性、适应性、自主性和可靠性。虽然网络设计人员总是不得不在性能和创新与可靠性和安全性之间取得平衡，但今天的网络系统设计工具和技术还没有以全面、集成的方式解决网络的弹性问题，这导致安全漏洞、不稳定的更新和错误配置的系统会产生不可预测的行为。虽然在当今的网络中是可以容忍的，但这些不可预测的行为在支持“基本和关键服务”的未来NextG网络系统中是不可接受的。此外，多个相互竞争的利益体可能在同一网络基础设施上运行，而底层硬件和软件可能不受信任。
提交给RINGS计划的提案将通过解决来自以下两组的一个或多个研究向量（RV）来应对这一挑战：（A）弹性网络系统和（B）支持技术。A组涵盖了广泛的安全和弹性问题，包括：
• 对攻击、故障和服务中断具有抵抗力和/或高容忍度，能够快速识别根本原因；
• 当资源可用性受到破坏性事件的影响时，服务的降级和快速适应能力；
• 计算能力在分布式、异构和解耦资源中的弹性分布。
相关的RV包括：全栈安全性、网络智能/适应性、自治性和探索性弹性组件。
B组的RV涵盖了广泛的使能技术，包括：射频和混合信号电路、天线和组件；新颖的频谱管理技术；可扩展的设备到边缘到云的连续体；合并数字/物理/虚拟世界。
② 频谱
美国国家科学基金会的频谱创新计划（SII）开始倡导建立一个新的国家无线频谱研究中心（SIICenter），该中心制定了一条轨迹，以通过有效使用和共享无线电频谱确保美国在下一代无线技术、系统和科学与工程应用方面的领先地位。SII中心的建立将对无线频谱研究产生变革性影响，它将成为解决最大和最具挑战性的频谱管理问题的连接点。
③ 研究所/中心
NSF AI边缘计算研究所由杜克大学领导，也称为Athena，将专注于开发具有开创性AI功能的边缘计算，同时控制复杂性和成本。它将汇集来自七所大学的科学家、工程师、统计学家、法律学者和心理学家的世界级多学科团队，它将改变未来系统（从移动设备到网络）的设计、运营和服务。它致力于教育和发展劳动力，培养多元化的下一代边缘计算和网络领导者，其核心价值观是由人工智能的道德和公平驱动的。作为边缘计算社区的枢纽，该研究所将带头协作和知识转移，将新兴技术能力转化为新的商业模式和创业机会。杜克大学的合作机构包括麻省理工学院、耶鲁大学、普林斯顿大学、威斯康星大学、密歇根大学和北卡罗来纳州A&T。该研究所由国土安全部（DHS）部分资助。
NSF于2021年7月在俄亥俄大学成立了AI研究所，也称为AI-EDGE NSF（AI未来边缘网络和分布式智能研究所），以AI改进移动系统和网络。该研究所由DHS部分资助。该研究所将利用网络和人工智能之间的协同作用来设计下一代高效、可靠、稳健和安全的无线边缘网络。将开发新的人工智能工具和技术，以确保这些网络能够自我修复和自我优化。反过来，这些网络将旨在释放协作的力量，帮助解决长期存在的分布式人工智能挑战，使人工智能在智能交通、远程医疗、分布式机器人和智能航空航天等领域的应用中更加高效、互动和隐私保护。
宽带无线接入和应用中心（BWAC）是一个多大学国家科学基金会（NSF）工业/大学合作研究中心（IUCRC），由亚利桑那大学与密西西比大学、美国天主教大学和北卡罗来纳大学合作。除了NSF的支持外，BWAC还得到了来自工业和国防部（DoD）实验室的20多个附属成员的资助。OpenAirX-Labs（OAX）：高级无线研究平台（PAWR）计划由NSF和35家领先的无线公司和协会组成的财团资助，于2021年6月推出了OAX，作为北美开发、测试和集成OpenAirInterface（OAI）软件联盟的开源5G独立软件堆栈。作为这项工作的一部分，OAX将引入一个基准、端到端5G实施，并提供跨多个指标的开发和测试状态。初始软件开发和测试完成后，开源5G堆栈将在PAWR无线测试平台上实例化为新的软件配置文件。它将提供给研究人员，用于对5G频谱共享、网络自动化和其他先进无线技术的持续探索。
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