Profundidad bidireccional en el aprendizaje mejorado de la probabilidad de fallo para sistemas de comunicación asistidos por superficie inteligente reconfigurable aérea
Autores: Rahman, Md Habibur; Sejan, Mohammad Abrar Shakil; Aziz, Md Abdul; Tabassum, Rana; Song, Hyoung-Kyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Profundidad bidireccional en el aprendizaje mejorado de la probabilidad de fallo para sistemas de comunicación asistidos por superficie inteligente reconfigurable aérea
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Reconfiguración
Canales inalámbricos
Superficie reflectante reconfigurable
Tecnología RIS
RIS aéreo
Nakagami-m
Modelo BiLSTM
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La reconfiguración de canales inalámbricos con tecnología de superficie reflectante reconfigurable (RIS) ofrece nuevas opciones de diseño para futuras redes inalámbricas. Debido a su gran altitud y mayor probabilidad de establecer enlaces de línea de visión con nodos de origen/destino en tierra, la RIS aérea (ARIS) tiene una mayor flexibilidad de implementación que la RIS terrestre tradicional. También proporciona una reflexión de señal de vista más amplia. Para aprovechar las ventajas de los sistemas habilitados para ARIS, este documento define enlaces aire-tierra a través de desvanecimiento en pequeña escala Nakagami-m y sombreado en gran escala inverso-Gamma, considerando canales de desvanecimiento compuestos realistas. Para construir una fórmula aproximada cerrada para la probabilidad de falla (OP), se propone un nuevo marco matemático. Además, se implementa un sistema basado en aprendizaje profundo llamado modelo BiLSTM para evaluar el rendimiento de OP en el movimiento espacial 3D del sistema ARIS. En la fase offline, el modelo propuesto se entrena con conjuntos de estimación del estado del canal de valor real y mejora el rendimiento de OP en la fase online al aprender la información del canal de manera bidireccional. Los resultados de la simulación demuestran que el modelo BiLSTM propuesto supera a todos los demás modelos en el análisis de OP para el sistema ARIS.
Descripción
La reconfiguración de canales inalámbricos con tecnología de superficie reflectante reconfigurable (RIS) ofrece nuevas opciones de diseño para futuras redes inalámbricas. Debido a su gran altitud y mayor probabilidad de establecer enlaces de línea de visión con nodos de origen/destino en tierra, la RIS aérea (ARIS) tiene una mayor flexibilidad de implementación que la RIS terrestre tradicional. También proporciona una reflexión de señal de vista más amplia. Para aprovechar las ventajas de los sistemas habilitados para ARIS, este documento define enlaces aire-tierra a través de desvanecimiento en pequeña escala Nakagami-m y sombreado en gran escala inverso-Gamma, considerando canales de desvanecimiento compuestos realistas. Para construir una fórmula aproximada cerrada para la probabilidad de falla (OP), se propone un nuevo marco matemático. Además, se implementa un sistema basado en aprendizaje profundo llamado modelo BiLSTM para evaluar el rendimiento de OP en el movimiento espacial 3D del sistema ARIS. En la fase offline, el modelo propuesto se entrena con conjuntos de estimación del estado del canal de valor real y mejora el rendimiento de OP en la fase online al aprender la información del canal de manera bidireccional. Los resultados de la simulación demuestran que el modelo BiLSTM propuesto supera a todos los demás modelos en el análisis de OP para el sistema ARIS.