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带摄像头的毫米波无人机:计算机视觉辅助的无线波束预测

信号处理 2022-11-15 v1 计算机视觉与模式识别 信息论 math.IT

摘要

毫米波 (mmWave) 和太赫兹 (THz) 无人机有潜力实现若干未来应用,如覆盖扩展、增强安全监控和灾害管理。然而,这些无人机需要部署大型天线阵列并使用窄定向波束以维持足够的链路预算。与这些阵列相关的大波束训练开销使得为高度移动的无人机调整这些窄波束具有挑战性。为应对这些挑战,本文提出一种视觉辅助的基于机器学习的方法,利用安装在无人机上的摄像头收集的视觉数据来实现快速准确的波束预测。此外,为便于评估所提出的方案,我们构建了一个由共存的无线与视觉数据组成的合成无人机通信数据集。所提出的视觉辅助方案实现了约 91%91\% 的 top-11 波束预测准确率和接近 100%100\% 的 top-33 准确率。这些结果凸显了所提方案在实现高度移动 mmWave/THz 无人机通信方面的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.07569,
  title  = {Millimeter Wave Drones with Cameras: Computer Vision Aided Wireless Beam Prediction},
  author = {Gouranga Charan and Andrew Hredzak and Ahmed Alkhateeb},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.07569},
  year   = {2022}
}

备注

The mmWave drone dataset and code files will be available soon! arXiv admin note: text overlap with arXiv:2205.12187