Desencadenamiento de activación de predicción con el algoritmo de conjunto XGBOOST de dos pasos para la transferencia condicional en redes no terrestres
Autores: Kim, Eunsu; Joe, Inwhee
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Desencadenamiento de activación de predicción con el algoritmo de conjunto XGBOOST de dos pasos para la transferencia condicional en redes no terrestres
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Red de comunicación no terrestre
NTN
Servicios de comunicación
Satélites
Altas altitudes
Modelo XGBOOST
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
Una Red No Terrestre (NTN) es un sistema de red que permite el servicio en áreas donde las redes terrestres no pueden cubrir. Un NTN proporciona servicios de comunicación utilizando objetos voladores como UAVs, HAPs y satélites. En el caso de los satélites, se mueven en la órbita de la Tierra a una velocidad constante. Los servicios terrestres de satélites en movimiento continuo causan transferencias frecuentes. Además, las transferencias frecuentes pueden suponer una carga entre el Equipo de Usuario (UE) y el sistema de comunicación, lo que conduce a la degradación de la calidad del servicio. A diferencia de las Redes Terrestres (TN), los servicios de comunicación se proporcionan a los UEs a altitudes que van desde 20 km hasta 35,584 km, en lugar de desde estaciones base cerca del suelo. El servicio a altitudes elevadas es poco fiable debido a los valores de medición que se utilizaron anteriormente como indicadores de calidad para operar redes terrestres. Además, el servicio a altitudes elevadas exige comunicación a larga distancia, y se produce un retardo de propagación a partir de la comunicación a larga distancia. En el documento 3GPP Rel. 17, se sugiere que los problemas mencionados anteriormente deben ser resueltos. Este documento intenta resolver el problema proponiendo el modelo de impulso de gradiente basado en CART de dos pasos XGBOOST. La transferencia en TN utiliza la transferencia condicional basada en mediciones (CHO), pero los valores medidos en el entorno NTN no son válidos. Utilizando esto, la distancia entre el UE y el centro de la celda y el ángulo de elevación se utilizan para construir un modelo que predice el momento de activación de la transferencia. Para superar el retardo de propagación causado por la comunicación a gran altitud, se propone un modelo que predice la distancia y el ángulo de elevación entre el UE y el centro de la celda considerando el retardo de propagación. El modelo está compuesto por XGBOOST de dos pasos. El modelo de un paso es un modelo en el que el UE predice la distancia y el ángulo de elevación entre los centros de celda después del retardo de propagación en el momento en que se transmite la información de posición del satélite al UE. El modelo de dos pasos predice la ocurrencia de la activación de la transferencia en función de los datos predichos por el resultado de un paso. Como resultado del experimento, el modelo que tiene en cuenta el retardo de propagación mostró un rendimiento aproximadamente un 8% mejor en promedio que el modelo que no tiene en cuenta el retardo de propagación, y el modelo XGBOOST logró un F1-score promedio de 0.9891 en los experimentos de retardo de propagación.
Descripción
Una Red No Terrestre (NTN) es un sistema de red que permite el servicio en áreas donde las redes terrestres no pueden cubrir. Un NTN proporciona servicios de comunicación utilizando objetos voladores como UAVs, HAPs y satélites. En el caso de los satélites, se mueven en la órbita de la Tierra a una velocidad constante. Los servicios terrestres de satélites en movimiento continuo causan transferencias frecuentes. Además, las transferencias frecuentes pueden suponer una carga entre el Equipo de Usuario (UE) y el sistema de comunicación, lo que conduce a la degradación de la calidad del servicio. A diferencia de las Redes Terrestres (TN), los servicios de comunicación se proporcionan a los UEs a altitudes que van desde 20 km hasta 35,584 km, en lugar de desde estaciones base cerca del suelo. El servicio a altitudes elevadas es poco fiable debido a los valores de medición que se utilizaron anteriormente como indicadores de calidad para operar redes terrestres. Además, el servicio a altitudes elevadas exige comunicación a larga distancia, y se produce un retardo de propagación a partir de la comunicación a larga distancia. En el documento 3GPP Rel. 17, se sugiere que los problemas mencionados anteriormente deben ser resueltos. Este documento intenta resolver el problema proponiendo el modelo de impulso de gradiente basado en CART de dos pasos XGBOOST. La transferencia en TN utiliza la transferencia condicional basada en mediciones (CHO), pero los valores medidos en el entorno NTN no son válidos. Utilizando esto, la distancia entre el UE y el centro de la celda y el ángulo de elevación se utilizan para construir un modelo que predice el momento de activación de la transferencia. Para superar el retardo de propagación causado por la comunicación a gran altitud, se propone un modelo que predice la distancia y el ángulo de elevación entre el UE y el centro de la celda considerando el retardo de propagación. El modelo está compuesto por XGBOOST de dos pasos. El modelo de un paso es un modelo en el que el UE predice la distancia y el ángulo de elevación entre los centros de celda después del retardo de propagación en el momento en que se transmite la información de posición del satélite al UE. El modelo de dos pasos predice la ocurrencia de la activación de la transferencia en función de los datos predichos por el resultado de un paso. Como resultado del experimento, el modelo que tiene en cuenta el retardo de propagación mostró un rendimiento aproximadamente un 8% mejor en promedio que el modelo que no tiene en cuenta el retardo de propagación, y el modelo XGBOOST logró un F1-score promedio de 0.9891 en los experimentos de retardo de propagación.