Sensor aided millimeter wave communication for connected vehicles

用于联网车辆的传感器辅助毫米波通信

基本信息

  • 批准号:
    2135077
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-02-01 至 2022-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Automotive and aerial vehicles are being equipped with more sensors to enhance automated driving/flying as well as to perform general sensing tasks. Despite increasing data rates from cameras, LIDAR, and RADAR, along with higher levels of onboard computation, such vehicles do not have the means to share such high rate sensor data to enhance their situational awareness or improve cooperation. Millimeter-wave communication is one solution for high data rate vehicular communications. Achieving the highest rates with millimeter-wave, though, requires frequent link reconfiguration in mobile environments. This research is aimed at using the information derived from sensors that operate in some band other than the communication band, to help configure the communication link. The emphasis is placed on theoretical development and experimental validation of frameworks of using sensor information to permit link reconfiguration in mobile environments. Broader impacts include teaching, mentoring, participation of underrepresented groups, community outreach through demos and videos, and technology transfer through collaborations with industry partners. This research project addresses the fundamentals of communication using side information derived from various sensing techniques. The project leverages mathematical tools from array signal processing and machine learning and will focus on the applications related to beam configuration. On the theoretical side, this project develops mathematical tools for understanding the frequency of beam realignment, a framework for relating radar and communication paths, and fundamental limits for sensor-aided beam alignment in millimeter-wave communication. On the practical side, this project tests critical hypothesis about statistical correlations between sensor measurements and communication link performance in a series of testbeds. The testbeds support low-cost radar derived from WiFi signals and higher cost automotive radars, coupled with custom developed millimeter-wave communication link capability. Outcomes of this research include (i) an understanding of how much overhead can be reduced by using information derived from potentially very different communication bands, and (ii) rapidly reconfigurable and robust millimeter-wave communication links.
汽车和飞行器正在配备更多传感器,以增强自动驾驶/飞行以及执行一般传感任务。尽管摄像头、激光雷达和雷达的数据速率不断提高,并且车载计算水平也越来越高,但此类车辆无法共享如此高速率的传感器数据来增强其态势感知或改善合作。毫米波通信是高数据速率车辆通信的一种解决方案。然而,要利用毫米波实现最高速率,需要在移动环境中频繁重新配置链路。这项研究的目的是利用从在通信频段以外的某些频段运行的传感器获得的信息来帮助配置通信链路。重点放在使用传感器信息允许移动环境中链路重新配置的框架的理论开发和实验验证。更广泛的影响包括教学、指导、代表性不足群体的参与、通过演示和视频进行社区外展,以及通过与行业合作伙伴合作进行技术转让。该研究项目利用源自各种传感技术的辅助信息来解决通信的基础知识。该项目利用阵列信号处理和机器学习的数学工具,并将重点关注与光束配置相关的应用。在理论方面,该项目开发了用于理解波束重新对准频率的数学工具、用于关联雷达和通信路径的框架以及毫米波通信中传感器辅助波束对准的基本限制。在实践方面,该项目在一系列测试台中测试有关传感器测量与通信链路性能之间统计相关性的关键假设。该测试台支持源自 WiFi 信号的低成本雷达和成本更高的汽车雷达,以及定制开发的毫米波通信链路功能。这项研究的成果包括(i)了解通过使用从可能非常不同的通信频段中获得的信息可以减少多少开销,以及(ii)快速可重新配置且稳健的毫米波通信链路。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Linear CE and 1-bit Quantized Precoding With Optimized Dithering
具有优化抖动的线性 CE 和 1 位量化预编码
Adaptive and Fast Combined Waveform-Beamforming Design for MMWave Automotive Joint Communication-Radar
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Improved CRB for Millimeter-Wave Radar With 1-Bit ADCs
使用 1 位 ADC 改进毫米波雷达的 CRB
  • DOI:
    10.1109/ojsp.2021.3080213
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Mazher, Khurram Usman;Mezghani, Amine;Heath, Robert W.
  • 通讯作者:
    Heath, Robert W.
Beamforming optimization of wideband MISO systems in the presence of mutual coupling
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  • DOI:
    10.1109/ieeeconf51394.2020.9443408
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Saab, Sandy;Mezghani, Amine;Heath, Robert W.
  • 通讯作者:
    Heath, Robert W.
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知道了