With the rapid growth of IoT networks, ubiquitous coverage is becoming increasingly necessary. Low Earth Orbit (LEO) satellite constellations for IoT have been proposed to provide coverage to regions where terrestrial systems cannot. However, LEO constellations for uplink communications are severely limited by the high density of user devices, which causes a high level of co-channel interference. This research presents a novel framework that utilizes spiking neural networks (SNNs) to detect IoT signals in the presence of uplink interference. The key advantage of SNNs is the extremely low power consumption relative to traditional deep learning (DL) networks. The performance of the spiking-based neural network detectors is compared against state-of-the-art DL networks and the conventional matched filter detector. Results indicate that both DL and SNN-based receivers surpass the matched filter detector in interference-heavy scenarios, owing to their capacity to effectively distinguish target signals amidst co-channel interference. Moreover, our work highlights the ultra-low power consumption of SNNs compared to other DL methods for signal detection. The strong detection performance and low power consumption of SNNs make them particularly suitable for onboard signal detection in IoT LEO satellites, especially in high interference conditions.


翻译:随着物联网网络的快速发展,全域覆盖需求日益迫切。低轨卫星星座作为物联网的延伸方案,可为地面系统无法覆盖的区域提供服务。然而,上行链路的低轨卫星通信系统受限于高密度用户设备引发的严重同信道干扰。本研究提出一种新颖框架,利用脉冲神经网络在存在上行干扰的环境中检测物联网信号。脉冲神经网络的核心优势在于其功耗远低于传统深度学习网络。我们将基于脉冲神经网络的检测器性能与最先进的深度学习网络及传统匹配滤波检测器进行比较。结果表明:在强干扰场景下,深度学习和脉冲神经网络接收器均能凭借其有效区分同信道干扰中目标信号的能力,显著优于匹配滤波检测器。此外,本研究凸显了脉冲神经网络在信号检测方面相较于其他深度学习方法的超低功耗特性。脉冲神经网络兼具优异的检测性能与极低功耗,特别适用于高干扰环境下低轨卫星物联网星载信号检测。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
MIT-深度学习Deep Learning State of the Art in 2020,87页ppt
专知会员服务
62+阅读 · 2020年2月17日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
ICRA 2019 论文速览 | 基于Deep Learning 的SLAM
计算机视觉life
41+阅读 · 2019年7月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
20+阅读 · 2017年12月17日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2018年2月7日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
9+阅读 · 6月14日
相关VIP内容
专知会员服务
45+阅读 · 2020年12月18日
MIT-深度学习Deep Learning State of the Art in 2020,87页ppt
专知会员服务
62+阅读 · 2020年2月17日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
ICRA 2019 论文速览 | 基于Deep Learning 的SLAM
计算机视觉life
41+阅读 · 2019年7月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
20+阅读 · 2017年12月17日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】深度学习目标检测全面综述
机器学习研究会
21+阅读 · 2017年9月13日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员