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:
    1711702
  • 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:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2021-06-30
  • 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.
汽车和航空车配备了更多的传感器,以增强自动驾驶/飞行以及执行一般的传感任务。尽管来自相机,激光雷达和雷达的数据速率以及较高的车载计算,但此类车辆没有能够共享此类高速传感器数据以提高其情境意识或改善合作的方法。毫米波通信是高数据速率车辆通信的一种解决方案。但是,通过毫米波达到最高的速率需要在移动环境中频繁的链路重新配置。这项研究旨在使用从传感器中衍生出的信息,这些传感器在交流频段以外的某些频段中运行,以帮助配置通信链接。重点放在理论开发和使用传感器信息允许移动环境中链接重新配置的框架的实验验证上。更广泛的影响包括教学,指导,代表性不足的团体的参与,通过演示和视频的社区推广以及通过与行业合作伙伴的合作进行技术转移。该研究项目使用从各种感应技术中得出的侧面信息解决了交流的基础。该项目从数组信号处理和机器学习中利用数学工具,并将重点放在与梁配置有关的应用程序上。从理论方面来说,该项目开发了数学工具,用于了解光束重新调整的频率,关联雷达和通信路径的框架以及在毫米波通信中传感器辅助光束对齐的基本限制。在实际方面,该项目对传感器测量和一系列测试床的通信链路性能之间的统计相关性进行了关键假设。测试台支持从WiFi信号和更高成本的汽车雷达中得出的低成本雷达,并加上定制的开发毫米波通信链路能力。这项研究的结果包括(i)了解可以通过使用潜在非常不同的通信频带获得的信息来了解多少开销,以及(ii)迅速重新配置且稳健的毫米波通信链接。

项目成果

期刊论文数量(46)
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 Receivers in Non-Stationary Massive MIMO Channels With Visibility Regions
  • DOI:
    10.1109/lwc.2019.2898572
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Anum Ali;E. Carvalho;R. Heath
  • 通讯作者:
    Anum Ali;E. Carvalho;R. Heath
Achievable Rate With Antenna Size Constraint: Shannon Meets Chu and Bode
  • DOI:
    10.1109/tcomm.2021.3099842
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Volodymyr Shyianov;Mohamed Akrout;F. Bellili;A. Mezghani;R. Heath
  • 通讯作者:
    Volodymyr Shyianov;Mohamed Akrout;F. Bellili;A. Mezghani;R. Heath
LIDAR Data for Deep Learning-Based mmWave Beam-Selection
  • DOI:
    10.1109/lwc.2019.2899571
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    A. Klautau;N. González-Prelcic;R. Heath
  • 通讯作者:
    A. Klautau;N. González-Prelcic;R. Heath
Beamforming optimization of wideband MISO systems in the presence of mutual coupling
Leveraging Sensing at the Infrastructure for mmWave Communication
  • DOI:
    10.1109/mcom.001.1900700
  • 发表时间:
    2020-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Ali, Anum;Gonzalez-Prelcic, Nuria;Ghosh, Amitava
  • 通讯作者:
    Ghosh, Amitava
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Robert Heath其他文献

Issues advertising and its effect on public opinion recall
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    10.1016/s0363-8111(86)80026-1
  • 发表时间:
    1986-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Robert Heath;William Douglas
  • 通讯作者:
    William Douglas

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    2008
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    $ 36万
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  • 资助金额:
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知道了