来自支持LoRa的CubeSat的低延迟成像与推理
网络与互联网体系结构
2022-06-23 v1 天体物理仪器与方法
信号处理
摘要
近年来，低成本CubeSat在 low-Earth orbit（近地轨道）中得到了快速部署，主要用于研究、教育和地球观测。这些CubeSat中的绝大多数从捕获图像到图像在地面可用经历了显著的延迟（数小时）。这主要是由于专用的卫星地面站可用性有限，而这类地面站部署笨重且租赁昂贵。本文探索在ISM频段中使用LoRa无线电进行来自CubeSat的低延迟下行通信，主要原因在于广泛的地面LoRa基础设施可用且对地面通信干扰最小。然而，LoRa的有限带宽排除了发送丰富的卫星地球图像——相反，CubeSat最多只能发送短消息（几百字节）。本文详述了我们与团队发射的支持LoRa的CubeSat通信的经验。我们提出了Vista，一种通信系统，它对CubeSat上的LoRa编码和商业LoRa地面站上的解码进行软件修改，以允许传输卫星图像，并对这些图像进行广泛的机器学习推理。这是通过一种LoRa信道感知的图像编码实现的，该编码由卫星图像的结构、在其上执行的任务以及卫星信号的多普勒变化所决定。通过来自LoRa-CubeSat发射（2021年）的轨迹驱动仿真对Vista的详细评估显示，LoRa图像PSNR提升了4.56 dB，对这些图像的土地利用分类提升了1.38倍。
引用
@article{arxiv.2206.10703,
title = {Low-latency Imaging and Inference from LoRa-enabled CubeSats},
author = {Akshay Gadre and Swarun Kumar and Zachary Manchester},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.10703},
year = {2022}
}