Radar-Aided Communication Scheduling Algorithm for 5G and Beyond Networks

Abstract

La coexistence du radar et de la communication est une technologie à venir avec de nombreuses opportunités de recherche dans la couche de contrôle d'accès au support (MAC), en particulier dans la planification et la gestion des ressources radio (RRM). Des algorithmes de planification plus efficaces sont nécessaires avec la large gamme d'applications que l'environnement sans fil connaît. Nous étudions un scénario basé sur l'écho dans le système de communication véhiculaire assisté par radar dans lequel un écho est réfléchi par une cible. Contrairement aux mécanismes de planification conventionnels où le rapport signal sur interférence plus bruit (SINR) est exploité, cet article propose un nouvel algorithme de planification de communication assisté par radar en utilisant des paramètres tels que la portée et la vitesse avec les mesures SINR classiques. L'algorithme proposé planifie les ressources disponibles en extrayant des informations de l'écho radar. Le schéma de planification de communication assistée par radar proposé offre une conception plus flexible en ajoutant de nouveaux paramètres, ce qui permet d'obtenir un algorithme plus efficace dans une grande variété de scénarios. Le schéma proposé est bénéfique pour les systèmes de communication B5G qui permettent la localisation et la détection en tant que caractéristiques clés des réseaux sans fil de prochaine génération.

La coexistencia de radar y comunicación es una tecnología próxima con numerosas oportunidades de investigación en la capa de control de acceso al medio (MAC), particularmente en la programación y la gestión de recursos de radio (RRM). Se necesitan algoritmos de programación más eficientes con la amplia gama de aplicaciones que está experimentando el entorno inalámbrico. Investigamos un escenario basado en eco en el sistema de comunicación vehicular asistido por radar en el que se refleja un eco desde un objetivo. A diferencia de los mecanismos de programación convencionales donde se explota la relación señal-interferencia-más-ruido (SINR), este documento propone un nuevo algoritmo de programación de comunicación asistido por radar mediante la utilización de parámetros como el alcance y la velocidad con las mediciones clásicas de SINR. El algoritmo propuesto programa los recursos disponibles extrayendo información del eco del radar. El esquema de programación de comunicaciones asistido por radar propuesto proporciona un diseño más flexible al agregar nuevos parámetros, lo que resulta en un algoritmo más eficiente en una amplia variedad de escenarios. El esquema propuesto es beneficioso para los sistemas de comunicación B5G que permiten la localización y la detección como características clave de las redes inalámbricas de próxima generación.

Radar and communication coexistence is an upcoming technology with numerous research opportunities in the medium access control (MAC) layer, particularly in scheduling and radio resource management (RRM). More efficient scheduling algorithms are needed with the wide range of applications that the wireless environment is experiencing. We investigate an echo-based scenario in the radar-aided vehicular communication system in which an echo is reflected from a target. Unlike the conventional scheduling mechanisms where signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) is exploited, this paper proposes a new radar-aided communication scheduling algorithm by utilizing parameters such as range and velocity with the classical SINR measurements. The proposed algorithm schedules the available resources by extracting information from the radar echo. The proposed radar-aided communication scheduling scheme provides a more flexible design by adding new parameters, resulting in a more efficient algorithm in a broad variety of scenarios. The proposed scheme is beneficial for B5G communication systems that allow localization and sensing as key features of next-generation wireless networks.

التعايش بين الرادار والاتصالات هو تقنية قادمة مع العديد من الفرص البحثية في طبقة التحكم في الوصول المتوسط (MAC)، لا سيما في الجدولة وإدارة الموارد الراديوية (RRM). هناك حاجة إلى خوارزميات جدولة أكثر كفاءة مع مجموعة واسعة من التطبيقات التي تواجهها البيئة اللاسلكية. نحن نحقق في سيناريو قائم على الصدى في نظام اتصالات المركبات بمساعدة الرادار حيث ينعكس الصدى من الهدف. على عكس آليات الجدولة التقليدية حيث يتم استغلال نسبة الإشارة إلى التداخل زائد الضوضاء (SINR)، تقترح هذه الورقة خوارزمية جديدة لجدولة الاتصالات بمساعدة الرادار من خلال استخدام معلمات مثل النطاق والسرعة مع قياسات SINR الكلاسيكية. تقوم الخوارزمية المقترحة بجدولة الموارد المتاحة عن طريق استخراج المعلومات من صدى الرادار. يوفر مخطط جدولة الاتصالات بمساعدة الرادار المقترح تصميمًا أكثر مرونة من خلال إضافة معلمات جديدة، مما يؤدي إلى خوارزمية أكثر كفاءة في مجموعة واسعة من السيناريوهات. المخطط المقترح مفيد لأنظمة اتصالات B5G التي تسمح بالتوطين والاستشعار كسمات رئيسية للشبكات اللاسلكية من الجيل التالي.