This paper presents the first machine learning based real-world demonstration for radar-aided beam prediction in a practical vehicular communication scenario. Leveraging radar sensory data at the communication terminals provides important awareness about the transmitter/receiver locations and the surrounding environment. This awareness could be utilized to reduce or even eliminate the beam training overhead in millimeter wave (mmWave) and sub-terahertz (THz) MIMO communication systems, which enables a wide range of highly-mobile low-latency applications. In this paper, we develop deep learning based radar-aided beam prediction approaches for mmWave/sub-THz systems. The developed solutions leverage domain knowledge for radar signal processing to extract the relevant features fed to the learning models. This optimizes their performance, complexity, and inference time. The proposed radar-aided beam prediction solutions are evaluated using the large-scale real-world dataset DeepSense 6G, which comprises co-existing mmWave beam training and radar measurements. In addition to completely eliminating the radar/communication calibration overhead, the experimental results showed that the proposed algorithms are able to achieve around $90\%$ top-5 beam prediction accuracy while saving $93\%$ of the beam training overhead. This highlights a promising direction for addressing the beam management overhead challenges in mmWave/THz communication systems.


翻译:本文展示了在实际车辆通信情景下对雷达辅助波束进行雷达辅助波束预测的第一个基于机器学习的真实世界实际演示。在通信终端上利用雷达感官数据对发射机/接收机的位置和周围环境提供重要认识。可以利用这种认识来减少甚至消除毫米波(mmWave)和亚远地磁(THz)的光束训练管理管理管理,利用大型真实世界数据集DeepSense 6G(包括共同存在的毫米Wave培训和雷达测量)来评估大型深水波低纬度应用。在本文中,我们为毫米Wave/次Hiz系统开发了基于深学习的雷达辅助波束预测方法。开发的解决方案利用雷达信号处理域知识来提取输入学习模型的相关特征。这可以优化其性能、复杂性和推导时间。拟议的雷达辅助波束预测解决方案使用大型真实世界数据集DeepSeepson 6G(包括共同存在的MWave Beam培训和雷达测量)。除了完全消除雷达/通信校准波段外,开发了MMmmWE/CRAM系统,还显示,拟议的通信领域域知识域知识域知识领域知识领域知识可以实现高度预测,而拟议的高空测测测测程,而拟议的高级测测距为9+MRMRMRMRMRMR。

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