Signal-to-noise ratio (SNR) estimation plays a critical role in optimizing wireless communication systems by enabling adaptive modulation, efficient power allocation, and reliable link adaptation. Traditional SNR estimation methods, whether data-aided or data-assisted, face significant challenges in sixth generation (6G) systems due to their high frequency, wide bandwidth, and heightened sensitivity to noise. In response to these challenges, deep learning (DL) models have emerged as a promising alternative. This study evaluates the SNR classification performance of three DL models—ResNet101V2, MobileNetV2, and Xception—utilizing transfer learning with star diagram images representing modulation types. The results indicate that ResNet101V2 achieves the highest classification accuracy of 70.8%, demonstrating robustness in handling high-order modulation types. MobileNetV2 achieves an accuracy of 63.6%, offering a viable alternative for resource-constrained scenarios due to its computational efficiency. In contrast, Xception, despite its established success in image classification tasks such as those on the ImageNet dataset, performs poorly in SNR classification with an accuracy of 56.8%. This disparity underscores the specificity of SNR classification as a unique challenge distinct from general image classification tasks. Additionally, as expected, classification accuracy declines with increasing modulation order, reflecting the complexity of higher-order modulations.
SNR estimation Wireless communication Deep learning Transfer learning
Sinyal-gürültü oranı (signal to noise ratio, SNR) kestirimi, uyarlanabilir modülasyonu, etkili güç tahsisini ve güvenilir bağlantı uyarlamasını iyileştirdiği için kablosuz haberleşme sistemlerinin optimize edilmesinde önemli bir yere sahiptir. Veri yardımlı ve veri yardımsız olarak yapılan geleneksel SNR kestirim yöntemlerinin, yüksek frekans, geniş bant aralığı ve gürültüye karşı duyarlılığın fazla olması şeklinde karakterize edilen altıncı nesil (sixth generation, 6G) sistemlerinde yaşadıkları zorlukların aksine derin öğrenme (deep learning, DL) modelleri umut vaat eden bir alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada ResNet101V2, MobileNetV2 ve Xception olmak üzere üç adet DL modelinin SNR sınıflandırma performansı, modülasyon türlerine ait yıldız diyagramı görüntüleri yardımıyla öğrenme aktarımı tekniği kullanılarak değerlendirilmiştir. ResNet101V2, %70.8’lik bir ortalama sınıflandırma doğruluyla en üstün performansı gösterirken MobileNetV2 ve Xception sırasıyla %63.6 ve %56.8’lik doğruluk değerlerine ulaşabilmektedir. ResNet101V2, yüksek dereceli modülasyon türleri kullanılarak yapılan SNR sınıflandırmasında daha dayanıklı bir mimari olduğunu göstermiş olsa da MobileNetV2, kaynakları sınırlı senaryolar için alternatif olabilecek bir işlemsel yüke sahiptir. Tüm bunların aksine Xception, ImageNet veri setindeki görüntü sınıflandırma başarısına rağmen bu çalışmaya özgü olan SNR sınıflandırmasında aynı performansı gösterememektedir. Sonuçlar beklendiği üzere artan modülasyon derecesiyle beraber sınıflandırma doğruluğunun düştüğünü göstermektedir.
SNR kestirimi Kablosuz haberleşme Derin öğrenme Öğrenme aktarımı
| Birincil Dil | Türkçe |
|---|---|
| Konular | Derin Öğrenme |
| Bölüm | Araştırma Makalesi |
| Yazarlar | |
| Erken Görünüm Tarihi | 23 Mayıs 2025 |
| Yayımlanma Tarihi | 15 Temmuz 2025 |
| Gönderilme Tarihi | 27 Şubat 2025 |
| Kabul Tarihi | 21 Nisan 2025 |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 14 Sayı: 3 |