R.E.News future Technology-PAWR Program expands AERPAW Drone Network Testbed

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Le programme PAWR étend le banc d'essai du réseau de drones AERPAW

Image- Platforms for Advanced Wireless Research

Le bureau de projet Platforms for Advanced Wireless Research (PAWR) annonce l’expansion significative d’AERPAW – la première plateforme de recherche sans fil destinée à étudier la convergence de la technologie 4G/5G et des drones autonomes – alors qu’elle se lance dans une deuxième phase d’opérations.

Le banc d'essai comprend désormais quatre tours sans fil supplémentaires, un total de huit véhicules aériens sans pilote (UAV) et un terrain de vol qui fait environ trois fois la taille de la zone précédemment couverte. AERPAW a également été désigné comme centre ouvert de test et d'intégration (OTIC) par l'O-RAN ALLIANCE.

Initialement lancé en 2019 dans le cadre du programme PAWR créé par la National Science Foundation des États-Unis, AERPAW est basé à l'Université d'État de Caroline du Nord et propose une combinaison d'infrastructures sans fil programmables et commerciales. Les radios définies par logiciel (SDR) permettent la recherche avec des piles logicielles open source pour étudier et optimiser les performances des signaux radio. Les équipements radio commerciaux d'Ericsson permettent d'étudier l'utilisation du spectre de bande moyenne et fournissent une liaison 5G robuste pour les communications à haut débit. Plusieurs capteurs RF de Keysight permettent une surveillance du spectre et une classification des signaux en temps réel.

Unique à AERPAW, le banc d’essai sans fil apporte plusieurs atouts spécifiques au test des réseaux basés sur des drones. Ceux-ci incluent des drones personnalisés, des pilotes de drones disponibles, des dispenses de vol et une licence de zone d'innovation pour un accès au spectre étendu accordée par la Federal Communications Commission.

La plateforme AERPAW combine également notamment une empreinte extérieure avec un environnement de jumeau numérique robuste. Le jumeau numérique est utilisé pour émuler les logiciels radio, la génération de signaux de trafic et le contrôle des véhicules. Les chercheurs peuvent développer et réaliser des expériences virtuelles à l’aide du jumeau numérique AERPAW, puis transférer de manière transparente leur logiciel vers l’environnement extérieur réel.

"L'expansion de l'AERPAW ouvre de nouvelles et vastes voies de recherche", a déclaré Ismail Guvenc, chercheur principal de l'AERPAW et professeur d'ingénierie à la NC State University. « Nous pouvons désormais soutenir des études sur l’optimisation dynamique du vol, des expériences visant à localiser les sources d’interférences de signaux aériens et des recherches sur l’impact de l’orientation, de la vitesse et de l’inclinaison des drones sur les performances du réseau. Il est possible de mener des expériences avec plusieurs drones à la fois et d’interagir avec des nœuds radio portables placés sur des drones et des véhicules terrestres sans pilote dans une vaste région géographique.

Il existe plusieurs façons d'exploiter la plateforme AERPAW. Les chercheurs peuvent créer un compte pour accéder à l’environnement du jumeau numérique, sélectionner des ressources virtuelles et exécuter des échantillons d’expériences préprogrammés ou créer du code pour des expériences personnalisées. Une fois qu'une expérience est terminée dans le jumeau numérique, les utilisateurs peuvent travailler avec l'équipe AERPAW pour l'exécuter avec des ressources en direct sur le banc d'essai extérieur. AERPAW propose également un modèle d'expérimentation en tant que service. Cette approche offre plus de flexibilité aux chercheurs qui souhaitent concevoir leurs propres expériences de drones réels – avec ou sans leurs propres équipements et logiciels supplémentaires – mais nécessite un investissement et un engagement plus importants avec l’équipe AERPAW.

« Les plates-formes PAWR couvrent un ensemble diversifié de zones géographiques et de domaines de recherche, et nous sommes inspirés par ce que l'AERPAW a ajouté dans cette phase d'expansion », a déclaré Ellen Zegura, directrice de la division des systèmes informatiques et réseaux de la NSF. « Le couplage étroit entre le jumeau numérique d’AERPAW et son banc d’essai extérieur offre des opportunités uniques pour la recherche interdisciplinaire. En hébergeant un logiciel d'émulation pour la signalisation radio et le contrôle des véhicules, AERPAW permet une modélisation sophistiquée ainsi que des ressources pour des tests réels. Cela change la donne pour le développement dans les domaines des réseaux sans fil et des systèmes aériens sans pilote.

En plus d'AERPAW, les bancs d'essai sans fil PAWR incluent POWDER à Salt Lake City, Utah ; COSMOS à New York ; et ARA à Ames, Iowa. Le programme PAWR comprend également Colosseum, le plus grand émulateur radiofréquence au monde, situé à Boston.
NJC.© Info Platforms for Advanced Wireless Research

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22/03/24-English

PAWR Program expands AERPAW Drone Network Testbed

Image- Platforms for Advanced Wireless Research

The Platforms for Advanced Wireless Research (PAWR) Project Office announces the significant expansion of AERPAW – the first wireless research platform to study the convergence of 4G/5G technology and autonomous drones – as it launches into a second phase of operations.

The testbed now includes four additional wireless towers, a total of eight unmanned aerial vehicles (UAVs), and a flight field that is roughly triple the size of the previously covered area. AERPAW has also been designated as an Open Test and Integration Center (OTIC) by the O-RAN ALLIANCE.

Originally launched in 2019 as part of the PAWR program created by the U.S. National Science Foundation, AERPAW is based at North Carolina State University and offers a combination of programmable and commercial wireless infrastructure. Software defined radios (SDRs) enable research with open source software stacks for studying and optimizing the performance of radio signals. Commercial radio equipment from Ericsson enables studies of mid-band spectrum use and provides a robust 5G link for high-throughput communications. Multiple RF sensors from Keysight allow real-time spectrum monitoring and signal classification.

Unique to AERPAW, the wireless testbed brings with it several assets specific to testing drone-based networks. These include custom UAVs, available drone pilots, flight waivers, and an Innovation Zone license for extended spectrum access granted by the Federal Communications Commission.

The AERPAW platform also notably combines an outdoor footprint with a robust digital twin environment. The digital twin is used to emulate radio software, signal traffic generation, and vehicle control. Researchers can develop and run virtual experiments using the AERPAW digital twin, and then seamlessly transfer their software to the real-world outdoor environment.

“The expansion of AERPAW opens up vast new avenues of research,” said Ismail Guvenc, AERPAW Principal Investigator, and engineering professor at NC State University. “We can now support studies of dynamic flight optimization, experiments to localize sources of signal interference from the air, and research on the impact of drone orientation, speed, and tilt on network performance. It is possible to run experiments with multiple UAVs at once and to interact with portable radio nodes placed on both drones and unmanned ground vehicles across a wide geographic region.”

There are several ways to leverage the AERPAW platform. Researchers can set up an account to access the digital twin environment, select virtual resources, and either run pre-programmed sample experiments or create code for custom experiments. Once an experiment is completed in the digital twin, users can work with the AERPAW team to execute it with live resources in the outdoor testbed. AERPAW also offers an experiment-as-a-service model. This approach provides more flexibility for researchers who want to design their own live UAV experiments – either with or without their own additional equipment and software – but requires more significant investment and engagement with the AERPAW team.

“The PAWR platforms cover a diverse set of geographies and research domains, and we are inspired by what AERPAW has added in this expansion phase,” said Ellen Zegura, division director for NSF’s Division of Computer and Network Systems. “The tight coupling between AERPAW’s digital twin and its outdoor testbed provide unique opportunities for interdisciplinary research. By hosting emulation software for both radio signaling and vehicle control, AERPAW is enabling sophisticated modeling alongside the resources for real-world testing. It is a game-changer for development in the fields of wireless networking and unmanned aerial systems.”

In addition to AERPAW, PAWR wireless testbeds include POWDER in Salt Lake City, Utah; COSMOS in New York City; and ARA in Ames, Iowa. The PAWR program also includes Colosseum, the world’s largest radiofrequency emulator, located in Boston.
NJC.© Info Platforms for Advanced Wireless Research

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22/03/24-NL

PAWR-programma breidt AERPAW Drone Network Testbed uit

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Het Platforms for Advanced Wireless Research (PAWR) Project Office kondigt de aanzienlijke uitbreiding aan van AERPAW – het eerste draadloze onderzoeksplatform dat de convergentie van 4G/5G-technologie en autonome drones bestudeert – terwijl het een tweede operationele fase ingaat.

Het testbed omvat nu vier extra draadloze torens, in totaal acht onbemande luchtvaartuigen (UAV's) en een vliegveld dat ongeveer drie keer zo groot is als het voorheen bestreken gebied. AERPAW is door de O-RAN ALLIANCE ook aangewezen als een Open Test- en Integratiecentrum (OTIC).

AERPAW, oorspronkelijk gelanceerd in 2019 als onderdeel van het PAWR-programma van de Amerikaanse National Science Foundation, is gevestigd aan de North Carolina State University en biedt een combinatie van programmeerbare en commerciële draadloze infrastructuur. Software-gedefinieerde radio's (SDR's) maken onderzoek mogelijk met open source softwarestacks voor het bestuderen en optimaliseren van de prestaties van radiosignalen. Commerciële radioapparatuur van Ericsson maakt onderzoek naar middenbandspectrumgebruik mogelijk en biedt een robuuste 5G-verbinding voor communicatie met hoge doorvoer. Meerdere RF-sensoren van Keysight maken realtime spectrummonitoring en signaalclassificatie mogelijk.

Uniek voor AERPAW is dat het draadloze testbed verschillende middelen met zich meebrengt die specifiek zijn voor het testen van op drones gebaseerde netwerken. Deze omvatten op maat gemaakte UAV's, beschikbare dronepiloten, vluchtvrijstellingen en een Innovation Zone-licentie voor uitgebreide spectrumtoegang verleend door de Federal Communications Commission.

Het AERPAW-platform combineert ook met name een buitenvoetafdruk met een robuuste digitale tweelingomgeving. De digitale tweeling wordt gebruikt voor het emuleren van radiosoftware, het genereren van signaalverkeer en het besturen van voertuigen. Onderzoekers kunnen virtuele experimenten ontwikkelen en uitvoeren met behulp van de AERPAW digital twin, en hun software vervolgens naadloos overbrengen naar de echte buitenomgeving.

“De uitbreiding van AERPAW opent enorme nieuwe onderzoeksmogelijkheden”, zegt Ismail Guvenc, hoofdonderzoeker van AERPAW en hoogleraar techniek aan de NC State University. “We kunnen nu onderzoeken ondersteunen naar dynamische vluchtoptimalisatie, experimenten om bronnen van signaalinterferentie vanuit de lucht te lokaliseren, en onderzoek naar de impact van de oriëntatie, snelheid en kanteling van drones op de netwerkprestaties. Het is mogelijk om experimenten uit te voeren met meerdere UAV’s tegelijk en te communiceren met draagbare radioknooppunten die op zowel drones als onbemande grondvoertuigen in een grote geografische regio zijn geplaatst.”

Er zijn verschillende manieren om het AERPAW-platform te benutten. Onderzoekers kunnen een account instellen om toegang te krijgen tot de digital twin-omgeving, virtuele bronnen selecteren en voorgeprogrammeerde voorbeeldexperimenten uitvoeren of code maken voor aangepaste experimenten. Zodra een experiment in de digitale tweeling is voltooid, kunnen gebruikers samenwerken met het AERPAW-team om het uit te voeren met live bronnen in het buitentestbed. AERPAW biedt ook een experiment-as-a-service-model. Deze aanpak biedt meer flexibiliteit voor onderzoekers die hun eigen live UAV-experimenten willen ontwerpen – met of zonder hun eigen aanvullende apparatuur en software – maar vereist grotere investeringen en betrokkenheid bij het AERPAW-team.

“De PAWR-platforms bestrijken een diverse reeks geografische gebieden en onderzoeksdomeinen, en we zijn geïnspireerd door wat AERPAW in deze uitbreidingsfase heeft toegevoegd”, zegt Ellen Zegura, divisiedirecteur van NSF’s Division of Computer and Network Systems. “De nauwe koppeling tussen de digitale tweeling van AERPAW en zijn outdoor-testbed biedt unieke kansen voor interdisciplinair onderzoek. Door het hosten van emulatiesoftware voor zowel radiosignalering als voertuigbesturing maakt AERPAW geavanceerde modellering mogelijk naast de middelen voor testen in de echte wereld. Het is een gamechanger voor de ontwikkeling op het gebied van draadloze netwerken en onbemande luchtsystemen.”

Naast AERPAW omvatten de draadloze PAWR-testbedden POWDER in Salt Lake City, Utah; KOSMOS in New York City; en ARA in Ames, Iowa. Het PAWR-programma omvat ook Colosseum, 's werelds grootste radiofrequentie-emulator, gevestigd in Boston.
NJC.© Info Platforms for Advanced Wireless Research

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