Millimeter wave (mmWave) and sub-terahertz communication systems rely mainly on line-of-sight (LOS) links between the transmitters and receivers. The sensitivity of these high-frequency LOS links to blockages, however, challenges the reliability and latency requirements of these communication networks. In this paper, we propose to utilize radar sensors to provide sensing information about the surrounding environment and moving objects, and leverage this information to proactively predict future link blockages before they happen. This is motivated by the low cost of the radar sensors, their ability to efficiently capture important features such as the range, angle, velocity of the moving scatterers (candidate blockages), and their capability to capture radar frames at relatively high speed. We formulate the radar-aided proactive blockage prediction problem and develop two solutions for this problem based on classical radar object tracking and deep neural networks. The two solutions are designed to leverage domain knowledge and the understanding of the blockage prediction problem. To accurately evaluate the proposed solutions, we build a large-scale real-world dataset, based on the DeepSense framework, gathering co-existing radar and mmWave communication measurements of more than $10$ thousand data points and various blockage objects (vehicles, bikes, humans, etc.). The evaluation results, based on this dataset, show that the proposed approaches can predict future blockages $1$ second before they happen with more than $90\%$ $F_1$ score (and more than $90\%$ accuracy). These results, among others, highlight a promising solution for blockage prediction and reliability enhancement in future wireless mmWave and terahertz communication systems.


翻译:在本文件中,我们提议利用雷达传感器提供关于周围环境和移动物体的遥感信息,并利用这一信息来主动预测未来联系的阻塞。这主要取决于雷达传感器的低成本,它们有效捕捉重要特征的能力,如发射机和接收机的射程、角度、移动散射器的速度(直径阻塞),以及它们以相对较快的速度捕捉雷达框架的灵敏度。我们制定雷达辅助阻塞预测问题,并在古典雷达物体跟踪和深神经网络的基础上为这一问题制定两种解决办法。两种解决办法旨在利用域内知识和对阻塞预测问题的了解。为了准确评估所提出的解决办法,我们根据深度Sense框架,在移动散射器的射程、角度、速度(直径直径阻阻塞)的速等重要特征中,以及它们以相对较高的速度捕捉雷达框架的雷达框架的灵敏度(直径直径直径直径直径直径直)和雷达框架(直径直径直径直径直径直径直径直径直径直的速度),1 以及未来轨道直径直径直径直径直径直径直的轨道直径直径直径直径直径直径直径直的通信路径直的通信测量测量测量, 10米径直的人类通信测量方法,这些都显示的人类的人类的通信数据。

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