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SATSense:用于频谱感知的多卫星协作框架

网络与互联网体系结构 2024-05-27 v1 分布式、并行与集群计算 机器学习 信号处理

摘要

低地球轨道卫星互联网最近已部署,通过非地面网络提供全球服务。随着非地面和地面网络的大规模部署,有限的频谱资源将无法得到充分分配。因此,动态频谱共享对于它们在相同频谱中共存至关重要,而准确的频谱感知是必不可少的。然而,由于信道条件多变,空间中的频谱感知比地面网络更具挑战性,使得单卫星感知不稳定。因此,我们首次尝试设计一种利用多颗卫星多样化数据的协作感知方案。然而,由于信道质量异构、原始采样数据量大和丢包,实现这种协作并非易事。为了解决上述挑战,我们首先通过将卫星的感知数据建模为图,并设计一种基于图神经网络的算法来实现有效的频谱感知,从而在卫星之间建立连接。同时,我们建立了一个联合子奈奎斯特采样和自编码器数据压缩框架,以减少传输的感知数据量。最后,我们提出了一种基于对比学习的机制来补偿丢失的数据包。大量实验表明,我们提出的策略可以实现高效的频谱感知性能,并且在频谱感知精度上优于传统的深度学习算法。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.15542,
  title  = {SATSense: Multi-Satellite Collaborative Framework for Spectrum Sensing},
  author = {Haoxuan Yuan and Zhe Chen and Zheng Lin and Jinbo Peng and Zihan Fang and Yuhang Zhong and Zihang Song and Yue Gao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.15542},
  year   = {2024}
}

备注

13 pages, 16 figures