Forecasting Self-Similar User Traffic Demand Using Transformers in LEO Satellite Networks
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we propose the use of a transformer-based model to address the need for forecasting user traffic demand in the next generation Low Earth Orbit (LEO) satellite networks. Considering a LEO satellite constellation, we present the need to forecast the demand for the satellites in-orbit to utilize dynamic beam-hopping in high granularity. We adopt a traffic dataset with second-order self-similar characteristics. Given this traffic dataset, the Fractional Auto-regressive Integrated Moving Average (FARIMA) model is considered a benchmark forecasting solution. However, the constrained on-board processing capabilities of LEO satellites, combined with the need to fit a new model for each input sequence due to the nature of FARIMA, motivate the investigation of alternative solutions. As an alternative, a pretrained probabilistic time series model that utilizes transformers with a Prob-Sparse self-attention mechanism is considered. The considered solution is investigated under different time granularities with varying sequence and prediction lengths. Concluding this paper, we provide extensive simulation results where the transformer-based solution achieved up to six percent better forecasting accuracy on certain traffic conditions using mean squared error as the performance indicator.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».