农村宽带的挑战与解决——ARA农村无线生活实验室

9ARA：无线生活实验室愿景智能互联农村社区Hongwei Zhang，Yong Guan，Ahmed Kamal，Daji Qiao，Mai Zheng，Anish Arora，Ozdal Boyraz，BrianCox，Thomas Daniels，Matthew Darr，Doug Jacobson，Ashfaq Khokhar，Sang Kim，James Koltes，JiaLiu，Mike Luby，Larysa Nadolny，Joshua Peschel，Patrick Schnable，Anuj Sharma，Arun Somani，LieTang俄亥俄州立大学俄亥俄州立大学加州大学欧文分校国际计算机科学研究所摘要美国农村地区占全国土地的72%，人口4600万，是美国食物和能源的主要来源。因此，农村的繁荣对美国的福祉至关重要作为下一代农村经济和社区的基础，宽带连接是农村繁荣的关键驱动力。然而，39%的美国农村地区缺乏宽带接入，大多数农业农场根本没有联网。 为了应对农村宽带的挑战，我们将开发ARA农村无线生活实验室。ARA不仅将作为智能和互联农村社区的首个真实无线实验基础设施，还将提供生活实验室流程，活动和组织，以吸引广泛的无线和应用社区参与研究，教育，创新和廉价的高容量农村宽带解决方案。通过这篇有远见的文章，我们说明了农村无线的社区、应用、经济和运营背景，ARA的设计，ARA支持的研究，以及ARA如何使农村宽带像今天的城市宽带一样负担得起。 本文也是广大无线和应用社区参与ARA生活实验室活动的行动号召，并加入ARA公私合作伙伴联盟，共同塑造先进无线、农村宽带和农村社区的未来。通讯作者hongwei@iastate.edu。★†作者按字母顺序排列。这项工作得到了NSF CNS-1827940奖和PAWR工业联盟的部分支持。本作品采用知识共享署名-相同方式共享国际4.0许可协议进行许可。WiNTECH©2022计算机协会ACM ISBN 978-1-4503-8703-3/22/01。. . 15美元https://doi.org/10.1145/3477086.3480837CCS概念• 网络→网络测量。关键词无线生活实验室，农村宽带，智能和互联的农村社区，NSF PAWR1农村无线生活实验室愿景美国农村包括全国72%的为了国家。因此，农村的繁荣对美国的福祉至关重要 作为农村经济和生活质量的基础，农村宽带是一个关键的驱动力[3，12，14]。然而，39%的美国农村地区缺乏宽带接入，大多数农业农场根本没有连接[12，14]。. 为了解决农村宽带差距，无线网络是必不可少的构件，因为它们在连接人口密度较低的地区时比光纤网络的成本更低，并且对于新兴的农村行业，如数字和精准农业，无线网络是连接移动地面车辆（例如，联合收割机和拖拉机）和无人驾驶飞行器（UAV）[2，10]。 另一方面，正如农村的发展需要以农村为中心的技术创新（例如，高压配电网）和社区容量建设（例如，通过电力合作社）[13]，农村宽带需要重新思考无线系统设计，以支持社区、应用、经济和运营这不仅需要无线技术的创新，还需要农村应用的创新和社区能力建设。美国农村的大多数人居住在农村城市、城镇或村庄等社区，而有些人则居住在分散在社区郊区或偏远农村的独立房屋农村社区通常被无人居住的地区分开，如农业农场和森林，这些地区通常延伸数十英里。 一些农村社区可以接入光纤网络，但许多社区没有。无人居住的农村地区通常根本没有宽带接入，尽管它们是数字和精准农业等新兴产业的中心地带[12，14]。因此，地面无线10WiNTECH长距离、高吞吐量链路的网络被期望用作有效、低成本的无线回程网络，用于将偏远的农村社区、农业农场和乡村住宅连接到最近的光纤端点。 在农村社区和农业农场内，可以使用不同的无线接入网络（诸如具有D2D链路的蜂窝网络、自组织网络和延迟容忍网络）来支持不同的应用。新兴的无线通信技术，如大规模MIMO，可用于连接分散在农村社区郊区的独立房屋。高吞吐量、低地球轨道卫星网络，如Starlink[6]和OneWeb [7]也有望作为农村社区、农业农场和农村房屋的无线一旦部署，这些农村无线系统将在农业、教育、公共安全、交通、制造、可再生能源和远程医疗等领域实现广泛的智能和互联农村社区应用。例如，图1显示了智能农业和农村教育中的示例应用，这些应用将通过具有不同通信吞吐量和延迟特性的无线网络实现。高吞吐量、低延迟的无线技术将 实 现 智能农业中无 人 地 面 车 辆 （ UGV） 和 无 人 飞 行 器（UAV）的基于AR/VR的远程操作，以及基于AR/VR的K-20农业教育;低延迟无线技术将通过协作UGV和UAV实现精准农业;高吞吐量无线技术将通过大量现场部署的摄像头实现大规模、连续的农业表型分析;低吞吐量、逐创无线技术将实现牲畜健康、作物硝酸盐和粮仓湿度传感。 类似类型的传感和控制（SC），流媒体（ST）和混合现实（MR）应用预计将在其他领域实现，例如，基于AR/VR的地面和空中机器人远程操作灾难响应，交通运输中的连接和自动化车辆，高级环境中的实时传感和控制。图1：智慧农业和农村教育的应用示例。制造业，以及面向农村社区的基于AR/VR的远程心理健康咨询服务。农村无线应用的多样性提供了系统关键性的多样性，这有利于螺旋式研究、原型设计、演示、部署以及关键性不断增加的应用的成熟以及跨研究和生产用途。 与此同时，共享的基本通信服务（例如，我们在不同的应用领域提供高可靠性、低延迟的无线技术（用于安全关键型控制和AR/VR），使我们能够专注于农业和教育等特定领域，以开发和成熟农村无线系统，然后将其复制/扩展到其他领域。为了实现上述应用愿景，反过来将有助于促进先进农村无线系统的研究、开发和试验，我们将让应用研究、创新和用户团体参与开发和部署设想的农村无线应用，我们还将让农村无线运营团体参与部署基础无线基础设施。对于负担得起的宽带接入，预计农村城市和合作社等农村社区组织将积极参与无线基础设施的部署和运营[4]。因此，除了商用无线塔之外，农村无线系统还有望部署在社区基础设施中，例如水塔和粮仓，并且农村无线设计应捕获这种操作环境。ARA：智能互联农村社区无线生活实验室。为了实现上述农村无线系统的研究、开发和应用，并作为美国国家科学基金会高级无线研究平台（PAWR）计划的一部分，我们将开发无线生活实验室ARA 1。 图2展示了ARA针对智能互联农村社区的无线生活实验室愿景。ARA的基础是在现实世界的农业和农村环境中部署先进的无线平台，捕捉系统和环境属性以及农村宽带的应用和社区环境。例如，ARA展示了作物和畜牧场的精准农业的未来，涉及自动地面车辆以及相机和纳米传感器。凭借独特的无线平台，从低UHF大规模MIMO（mMIMO）到毫米波无线接入和长距离回程、自由空间光学和低地球轨道（LEO）卫星通信，采用软件定义无线电（SDR）和可编程商用现成（COTS）平台，有效利用主流无线软件平台，如SD-RAN，一种生产质量的开源1这里ARA代表农业和农村社区。 在天文学中，天秤座是南方的一个星座。吞吐量11ARA：无线生活实验室愿景WiNTECH'21，2022年1月31日至2月4日图2：ARA：面向智能互联农村社区的无线生活实验室ARA实现了O-RAN无线架构，并连续覆盖了600平方英里以上的农村地区，ARA作为一个大规模的、可深度编程的基础设施，用于现实环境中的农村无线研究。将物理基础设施转化为支持严格科学研究和应用试验的研究工具，ARA的软件系统-AraSoft-将实现可重复、方便的实验，并促进跨学科、跨社区的合作。特别是，通过AraSoft，ARA物理基础设施将转变为软件定义的虚拟基础设施，支持无线通信和网络、应用技术（如传感和控制、延展实境（XR）和流媒体）以及与现场应用试点的整合总之，ARA硬件和软件系统将实现跨学科、跨社区的协作在研究、教育和创新方面，从而使先进无线系统和应用领域的公私合作伙伴ARA联盟得以建立。这些合作不仅有望为先进的无线技术奠定科学和技术基础，还将为其在现实世界中的应用提供途径。我们希望这些合作能够成为研究、原型设计、试点部署以及在智能和互联的农村社区采用先进无线技术的典范。2ARA设计和研究愿景ARA部署。 图3显示了ARA的系统架构。ARA将部署先进的无线和边缘爱荷华州立大学（Iowa State University，ISU）校园、艾姆斯市（Iowa State University所在地）、周围的研究和生产农场以及爱荷华州中部的农村社区，跨越直径超过60公里的农村地区无线社区SC，XR ST社区SC，XR ST应用程序社区无线通信和组网试验无线传感和控制（SC）/扩展现实（XR）/流媒体（ST）实验无线SC、XR ST应用试点VIsVIsVIsARA Ag地面车辆，表型分析摄像机机器人、植物传感器、粮仓、畜牧场摄像头分析ARA部署概述ARA操作系统（AraOS）、工具（AraStore）和跨学科，跨社区合作研究，教育和创新合作ARA社区软件定义虚拟结构（VI）ARA物理基础设施12AraEdgemMIMO、TVWS/Ag相机低于6 GHz/毫米波，&传感器SDR/COTS，卫星通信，LPWAN纤维纤维AraSoft代理纤维纤维mMIMO、TVWS/sub-6 GHz/毫米波，SDR/COTS，卫星通信，AraEdge纤维纤维纤维纤维纤维AraEdgemMIMO、TVWS/sub-6 GHz/毫米波，SDR/COTS，卫星通信，AraSoft代理AraSoft代理美国农业进步展览中心AraRAN网站埃姆斯周围ISU BioCentury6.6 km研究农场MAC水塔ISICS塔1.7英里ISU柯蒂斯农场ISU研究园ISU农场综合体McCallsbu1rg3. 3111.92吉尔伯特13.5310.85布恩9.386.556.366.4710.7212.38内华达州中心Ames(ISU威尔逊大厅）研究农场ISU BioCentury林地作物火鸡生产者农场ISU Wilson HallAraHaul站点，每个站点有1个以上AraRANWiNTECH图3：ARA系统架构。（即，37.5英里）。 ARA云计算和存储资源将部署在ISU数据中心，边缘资源将以分布式方式部署在ARA农场和社区，以实现低延迟的无线应用。ARA的部署将通过暗光纤/以太网连接到其他PAWR站点以及NSF FABRIC和NSFCloud基础设施。 如图4所示，ARA农业农场和社区将通过AraHaul互连，AraHaul是一种多模式，长距离，图4：AraHaul和AraRAN部署计划。以及跨越六个农村城市和一个农业农场的高吞吐量无线回程基础设施。在农业农场和农村城市，将部署AraRAN无线接入基础设施，为用户设备（UE）提供高容量、低延迟的连接，如农业地面车辆和机器人、表型摄像头和传感器、警车、校车和学生笔记本电脑。一些农场和社区也与光纤网络互连，这有助于ARA管理，并使涉及光纤和无线网络的实验成为 ARA将在选定的农业农场和埃姆斯市部署LEO卫星通信用户终端，作为无线回程或接入链路。研究启动。 AraHaul将采用丰富的异构高吞吐量无线平台，从光纤到毫米波、微波和LEO卫星通信。AraHaul平台在不同的频谱波段运行，并提供不同的容量范围区域，如下所示：AraOptical：194THz，80+Gbps超过15公里Aviat Networks WTM 4800： 71-76 80- 86 GHz， 20Gbps超过15公里Aviat Networks WTM 4200：11 GHz，2.5Gbps，超过20 公 里 Aviat Networks WTM 4811 ： 11 ， 71-7680- 86 GHz，2.5- 20 Gbps，超过15公里LEO卫星通信终端： 12- 18 G/26.5-40 GHz，100Mbps跨星球·····13ARA：无线生活实验室愿景WiNTECH'21，2022年1月31日至2月4日AraOptical长距离自由空间光通信平台将由ARA项目组开发，它提供全栈可编程性以及高容量、适应性和鲁棒性。来自AviatNetworks的长距离毫米波和微波点对点通信平台代表了无线回程通信的最新技术水平，并且它提供可编程性、SDN支持和用于感测无线信道行为的丰富API（例如，路径损耗和干扰）。 除了LEO卫星通信终端外，AraHaul还形成了一个直径60公里的地面网络，链路距离从9公里到24公里不等。因此，AraHaul使得能够研究多模式、长距离、高吞吐量的无线回程通信，例如，利用空间、时间和频谱信道分集来实现鲁棒的高容量通信和实时带宽聚集。AraRAN将采用Skylark低UHF大规模MIMO（mMIMO）SDR平台，以实现TVWS频带和公共安全频带中的全栈mMIMO研究ARA还将与Skylark合作，向研究界推出可编程的高性能mMIMO COTS网络堆栈，从而同时提供生 产 级 COTS 实 施 的性能和 研究平台的 可编 程 性。AraRAN还具有7.2GHz以下频段和毫米波频段的SDR和COTS平台这些平台的AraRAN部署支持带宽聚合、信道聚合和信道绑定等研究，这些研究有望为高吞吐量、通用和经济实惠的农村宽带奠定基础，我们将在第3节中详细讨论。ARA平台覆盖范围广比如说，ARA SDR平台覆盖从毫米波到低UHF的以下频谱范围：毫米波：24.25-27.5/26.5-29.5GHz，500 MHz实时带宽sub-7.2GHz，异构平台：– Skylark low-UHF mMIMO：470-– USRP X410：1 MHz-– USRP N320：3 MHz-– USRP X310：10 MHz-– USRP B210：70 MHz-ARA COTS平台覆盖从光学到低UHF的以下• AraHaul：194THz，71-76 80-86GHz，11GHzAraRAN基站UE：毫米波、微波、低UHFLEO卫星用户终端：26.5- 40 GHz，12- 18GHzKeysight N6841 A射频传感器：20 MHz-6GHz;最高20 MHz带宽ARA的宽频谱覆盖范围使频谱感知、信道绑定与聚合、带宽聚合等研究成为除了支持无线通信本身的研究外，ARA还通过在ARA基础设施中部署智能功率控制和计量硬件和软件，支持无线网络的能效研究。AraEdge和AraCloud计算服务器的部署还支持先进无线应用的研究，例如基于AR/VR的人工循环自动化农业。AraSoft还提供不同级别的ARA访问（例如，裸机、虚拟机和容器访问），并为不同的用户社区提供自动化工具，如无线、网络控制、AR/VR和流媒体，以及农业和教育社区。图5总结了ARA特性的子集，使能的研究。由于ARA的可编程性和灵活性，我们希望社区能够发明更多的研究用例。 与其他PAWR平台（即，粉，宇宙，和AERPAW），ARA推动无线到遥远的，农村边缘，同时保持高容量和低成本。3由ARA实现的负担得起的农村宽带ARA体现了农村宽带的基本系统和环境特性，并采用了新型的无线研究平台，使农村地区低成本的中间一英里和最后一英里连接的创新架构和技术研究成为可能。ARA的生活实验室方法全面解决了农村宽带普及的关键障碍和农村宽带成本的关键要素，还支持农业、教育和智能互联农村社区的其他领域的研究和创新，并支持跨学科、跨社区的合作，以推动研究、开发和部署负担得起的高吞吐量农村宽带解决方案。表1说明了各个ARA技术的操作区域以及ARA作为综合农村无线平台。接下来，我们将详细介绍ARA启用技术-各种政策和举措有望将农村宽带成本降低一个数量级，从而有可能使农村地区的宽带服务与当今城市地区的宽带服务一样负担得起·····14WiNTECH图5：ARA支持的研究领域示例技术成本/位每个用户/链路的带宽距离GatewayAraHaul：AraOptical低100Gbps+15km+、60km+（带网格）AraHaul：毫米波低10Gbps+15km+、60km+（带网格）AraHaul：微波炉低1Gbps+15km+、60km+（带网格）低轨卫星通信介质高达100Mbps+60公里+AraRAN：低UHF mMIMO低100Mbps以上10公里+AraRAN：毫米波介质100Mbps以上150米以上AraRAN：低于7GHz介质50Mbps+1km+ARA低50-100Mbps+60公里+表1：ARA操作区域。3.1农村宽带的整体发展为了使智能和互联的农村社区能够普及宽带服务，我们需要解决所有这三个问题农村宽带普及的主要障碍：宽带服务的可负担性、农村宽带用户的技能和意识、当地采用和使用宽带的应用和服务对农村地区的重要性[8]。我们还需要基于AR/VR的农业车辆和机器人远程操作;农业车辆和云之间的实时协作机器基于AR/VR的作物表型分析，动物健康监测和农业教育AraPortal AraStore用户工具（例如，测量、仿真、数据服务、共同创造）光纤SDN集成的无线和光纤网络以及边缘/云计算集成无线和光纤网络集成的无线接入和回程农业车辆和机器人的移动联网具有大规模MIMO和D2D链路的蜂窝网络、ad hoc网络和DTN多模式、长距离、高吞吐量无线回程：点对点网状网真实世界物理动力学移动性农用车辆和机器人的特性真实无线信道特性：卫星、回程接入、移动静态链路ARA财团AraOS用于安全可靠的基础设施虚拟化管理农村无线部署学校和社区农业研究中的无线部署&农作物和牲畜生产农场边缘和云计算资源ARA与FABRIC、NSFCloud等集成Ag相机、传感器和执行器技术服务建模架构应用工具联盟无线、光纤计算资源农村环境...低地轨道卫星通信链路长距离、高通量的光学，毫米波和微波回程基于COTS SDR的接入网络：D2 D蜂窝网络、ad hoc架构;大规模MIMO、TVWS、毫米波，微波，LPWAN超可靠、低延迟通信（URLLC）大规模MIMO、波束形成和波束跟踪固定和移动毫米波网络大规模机器类型通信动态频谱共享许可和非许可频谱技术的无缝集成（例如，NB-IoT和Sigfox）绿色无线网络网络分析15ARA：无线生活实验室愿景WiNTECH'21，2022年1月31日至2月4日牢记可负担性、技能和意识以及当地采用和使用之间的相互依赖性。例如，农村劳动力和居民在智能农业和农村教育中开发和使用宽带应用，将增加每个服务区的宽带需求，这反过来将降低为农村地区的个人用户和用例提供服务的摊销成本，从而提高宽带服务的可负担性。此外，在寻找降低农村宽带成本的策略时，我们需要关注资本成本（CapEx）和运营成本（OpEx），这两个成本通常分别占农村宽带总成本的54%和46%。 考虑到上述指导方针，ARA无线生活实验室能够开发一种解决农村宽带成本的整体方法，如下所示。降 低 资 本 支 出 通 过 其 多 模 式 、 长 距 离 和 高 吞 吐 量 的AraHaul部署，ARA将能够研究和开发长距离、高吞吐量的无线中距离解决方案;通过其基于COTS和SDR的接入网络的AraRAN部署，ARA将能够研究和开发高吞吐量的无线最后一英里解决方案，这些解决方案采用大规模MIMO等技术，适用于农村地区稀疏的用户分布。正如我们将在第3.2节中详细讨论的那样，与现有的宽带解决方案相比，这些中间一英里和最后一英里解决方案可以将农村宽带资本支出降低10倍或更多，并且随着时间的推移，预计会有更多的资本支出降低考虑到农村地区和城市地区的典型人口密度分别为每平方英里10-42人和283人[1]，ARA实现的资本支出减少预计将使农村地区宽带服务的人均资本支出与今天的城市地区相当。降低运营成本。对于平价宽带，预计农村社区（如农村城市、学校、合作社和农民）将积极参与宽带基础设施的部署和运营[4]。 根据这种经济和运营背景，ARA部署广泛使用社区基础设施，如水塔。此外，ARA支持的农村网络分析和管理自动化研究以及ARA支持的培训和推广活动预计将使农村社区能够参与宽带基础设施的部署，运营和使用，这将有助于最大限度地提高社区资源利用率并减少宽带运营支出。ARA使能的动态频谱共享研究和农村地区无线频谱相对更多的可用性也有望降低农村社区无线网络的频谱接入成本。需求孵化。 通过吸引农村宽带的应用技术和终端用户群体，ARA的生活实验室方法将使跨学科，跨社区合作，在农业，教育，远程医疗和智能和互联农村社区的其他领域进行研究和创新。 这将有助于解决农村宽带的“技能和意识”以及“当地采用和使用”障碍，从而增加农村社区的宽带需求，从而进一步降低宽带投资的摊销每用户成本。农村社区和行业积极参与宽带使用和应用创新将有助于发展农村创新能力和社区，这对农村长期繁荣以及对农村宽带服务的相关需求至关重要。总的来说，上述资本支出和运营支出的减少，预期需求培育将显著降低农村宽带成本（例如，数量级），从而刺激普及的宽带部署。3.2通过启用ARA的解决方案降低宽带资本支出中里程资本支出降低。多模式AraHaul平台将实现低成本的中英里解决方案，将农村社区连接到最近的有线网关。例如，AraOptical无线电及其RF备份分别花费约12K和3K美元，每个AraHaul平台今天花费约15K美元。 通过让农村社区在其现有的高大基础设施（例如水塔和粮仓）上部署AraHaul平台，安装可以在大约5000美元内完成。在典型的农村环境中具有超过10英里的点对点通信范围（例如，爱荷华州），基于AraHaul的解决方案的成本约为（15 K +5K）/10 = 2K美元每英里。相比之下，如果我们要使用光纤将偏远的农村社区连接到最近的有线网关，则成本将为每英里1万至2万美元，具体取决于农村和地形等因素[5]。因此，基于AraHaul的解决方案减少了今天的CapEx是原来的5-10倍。随着时间的推移，AraHaul平台的成本将不断下降;另一方面，光纤部署的成本预计将保持甚至增加，因为光纤部署成本的主要组成部分是劳动力。因此，AraHaul平台实现的成本降低预计将随着时间的推移进一步增加。降低最后一英里的资本支出 AraRAN高吞吐量无线接入网络将在农村社区内实现低成本的最后一英里解决方案。例如，在AraRAN中使用的大规模MIMO实现了高频谱效率和用户吞吐量。大规模MIMO的波束成形能力还使得小区间距离更大，并且使得大规模MIMO成为用于农村宽带的有前途的技术。Frenger等人[9]已经表明，对于64单元天线阵列，16WiNTECH与没有大规模MIMO的蜂窝网络相比，在2GHz频谱下操作的大规模MIMO基站可以实现小区间站点距离的大约8倍增加（并且因此小区站点的空间密度的64倍减小）。使用低UHF大规模MIMO平台（例如ARA中的那些平台），可以进一步增加小区间站点距离假设小区半径为4英里[9]，农村地区人口密度为每平方英里10-42人[1]，平均家庭规模为4人，大规模MIMO基站可以覆盖125假设一个基站的成本大约为12万美元（例如， 一个典型的爱立信5G基站）和相关的塔基础设施成本为3万美元[5]，AraRAN的资本支出约为284.7 -1.2K美元，具体取决于农村社区的人口密度。相比之下，如果我们在农村社区使用光纤到户解决方案，典型的成本将是每户4K-12 K美元，具体取决于人口密度和土壤条件等因素[5]。因此，与现有的蜂窝和光纤网相比基于AraRAN的解决方案将最后一英里的资本支出分别降低了64倍和10 随着时间的推移，基于AraRAN的解决方案的成本将不断下降，特别是考虑到软件驱动的无线演进的未来和开源平台的使用越来越多。在农业农场和其他农村地区（例如， 风力和太阳能发电场）将大大增加用户设备密度 ， 从 而 进 一 步 降 低 宽带投资的 每 用 户 成 本 。 因此，AraRAN实现的成本降低预计将随着时间的推移进一步增加。4行动呼吁通过其在研究和生产农场、谷物加工厂、生物精炼厂以及农村社区和学区的独特农村部署，包括农业车辆、机器人和便携式无线基础设施（例如，通过使用最先进的LEO卫星通信无线电、长距离、高吞吐量无线回程无线电以及SDR和COTS无线接入设备，ARA将成为智能和互联农村社区的首个真实无线实验基础设施。 通过支持基本通信服务（例如， 用于安全关键控制和AR/VR的超可靠、低延迟无线），其在农村和城市应用中共享（例如， 交通），ARA使农村和城市社区普遍感兴趣但在探索的早期阶段难以在城市环境中进行的研究问题的实地调查成为可能。例如，地面和空中车辆的无线网络，安全关键的远程操作在复杂，拥挤的城市环境中进行现场测试/部署之前，在开放的农业农场中进行现场测试更好。ARA无线生活实验室的愿景是使广泛的无线和应用社区能够开展ARA支持的研究，教育和创新活动，这些活动不仅有可能解决农村宽带挑战，而且还可以利用农村无线作为推进无线研究以及农村创新和社区发展的机会。我们欢迎您参加ARA生活实验室活动，并加入ARA联盟，该联盟由来自学术界、工业界、政府和社区的公私合作伙伴组成，共同塑造先进无线、农村宽带和农村社区的未来。我们欢迎您访问www.arawireless.org了解ARA的最新活动和进展。确认ARA无线生活实验室的愿景部分是由ARA项目团队在规划ARA PAWR项目时互动的许多同事的智慧塑造的引用[1] 2012.美国人口密度。http://statchatva.org/2012/12/13/how-close-are-we-really-population-densities-in-u-s-cities.[2] 2017. 农村宽带战略：连接美国农村的新机遇。技术报告。Microsoft.[3] 2017. 农业和农村繁荣工作组向美国总统提交的报告。技术报告。美国 农 业 和 农 村 繁 荣 跨 部 门 工 作 组https://www.usda 。gov/sites/default/files/documents/rural—prosperity—report.pdf[4] 2019.重新思考负担得起的访问。https://manypossibilities.net/2019/02/rethinking-affordable-access/.[5] 2020. 与国家电信和信息管理局（NTIA）、NTCA-农村宽带协会和爱荷华州通信联盟（ICA）的同事的私人通信和数据。[6] 2020. SpaceX Starlink LEO卫星网络。https://en.wikipedia的网站上下载。org/wiki/Starlink_（satellite_constellation）.[7] 2021. OneWeb。 https://www.oneweb.world/。[8] WolfgangBock ， DerekKennedy ， MaikelWilms ， SimonBamberger，andSam Fatoohi.2017年。将宽带引入美国农村的经济案例。技术报告。波士顿咨询集团。[9] 作 者 声 明 ： Frenger ， Magnus Olsson ， and Erik Eriksson.2014年 。 大规 模 MIMO 波 束 成 形 系 统 的 无 线 电 网 络 能 量 性 能 。 在IEEEPIMRC。[10] WilliamLiu ， Jairo A Gutierrez ， Luca Chiaraviglio ， NicolaBlefari-melazzi，William Liu，Jairo A Gutierrez，and Jaap Van DeBeek. 2016年。 农村和低收入地区的5G：我们准备好了吗？在国际电联万花筒。[11] 史蒂夫·帕森斯和詹姆斯·斯蒂格曼。2018年农村宽带经济学：农村补贴研究综述。技术报告。CostQuest Associates。[12] Shashi Shekhar 、 Joe Colletti 、 Chandra Krintz 、 FranciscoMuñoz-arriola 、 Lakshmish Ramaswamy 、 Chandra Krintz 、 LavVarshney和Debra Richardson。2017年。智能农业的智能基础设施：集成的食品，能源和水系统。技术报告。计算社区联盟。[13] Wikipedia.2020年。农村电气化法案。https://en.wikipedia.org/wiki/Rural_Electrification_Act.[14] EllenZeguraBekiGrinterElizabethBelding和KlaraNahrstedt2017. 智能基础设施研究议程上的农村镜头。技术报告。计算社区联盟。