The performance of millimeter wave (mmWave) communications critically depends on the accuracy of beamforming both at base station (BS) and user terminals (UEs) due to high isotropic path-loss and channel attenuation. In high mobility environments, accurate beam alignment becomes even more challenging as the angles of the BS and each UE must be tracked reliably and continuously. In this work, focusing on the beamforming at the BS, we propose an adaptive method based on Recurrent Neural Networks (RNN) that tracks and predicts the Angle of Departure (AoD) of a given UE. Moreover, we propose a modified frame structure to reduce beam alignment overhead and hence increase the communication rate. Our numerical experiments in a highly non-linear mobility scenario show that our proposed method is able to track the AoD accurately and achieve higher communication rate compared to more traditional methods such as the particle filter.


翻译:毫米波(mmWave)通信的性能关键取决于基站(BS)和用户终端(UES)由于高异向路径损失和频道衰减而使光束成型的准确性。在高流动性环境中,精确的光束对齐变得更具挑战性,因为必须可靠和持续地跟踪BS和每个光线的角。在这项工作中,侧重于BS的光束成型,我们根据经常性神经网络(RNN)提出了一种适应性方法,该方法跟踪和预测特定UE的离心(AoD)角。此外,我们提出了一个修改的框架结构,以减少波束对齐管理,从而提高通信率。我们在高度非线性流动情景中进行的数字实验表明,我们拟议的方法能够准确跟踪AoD,并实现更高的通信率,而不像像粒子过滤器这样的传统方法。

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