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Predicción de relación señal-ruido de red neuronal para mejorar la eficiencia espectral en redes de satélites móviles terrestres

Autores: Vajs, Ivan; Brki, Sran; Ivani, Predrag; Drajic, Dejan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Predicción de relación señal-ruido de red neuronal para mejorar la eficiencia espectral en redes de satélites móviles terrestres


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Satélites
Comunicación
Optimización
Eficiencia espectral
Aprendizaje automático
ACM

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 39

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El uso de satélites para cubrir áreas remotas es un enfoque prometedor para aumentar la disponibilidad y confiabilidad de la comunicación. Los recursos satelitales, sin embargo, pueden ser bastante costosos, y desarrollar formas de optimizar su uso es de gran interés. Optimizar la eficiencia espectral mientras se mantiene la tasa de error de transmisión por encima de cierto umbral representa uno de los aspectos cruciales de la optimización de recursos. Este documento proporciona una estrategia novedosa para el empleo de codificación y modulación adaptativa (ACM) en redes satelitales móviles terrestres. La solución propuesta incorpora técnicas de aprendizaje automático para predecir la información del estado del canal y posteriormente aumentar la eficiencia espectral general de la red. Se considera el protocolo satelital de Segunda Generación de Radiodifusión de Video Digital por Satélite (DVB-S2X) como caso de uso, y mediante el uso del simulador de canal desarrollado, este documento realiza una evaluación de las soluciones propuestas de aprendizaje automático para canales con varias características, con un total de 90 canales observados diferentes. Los resultados muestran que una red neuronal convolucional con una función de pérdida modificada logra consistentemente una mejora (más del 100% en algunos escenarios) de la eficiencia espectral en comparación con la implementación ACM de vanguardia, manteniendo la tasa de error de transmisión por debajo de 0.01 para la evaluación de un solo canal. Al observar dos canales, se obtuvo una mejora de más del 300% en comparación con la eficiencia espectral de la información obsoleta en múltiples escenarios, mostrando la efectividad del enfoque propuesto y permitiendo la optimización de la estrategia de transferencia en redes satelitales que permiten ejecuciones de transferencia centradas en el usuario.

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