Introducció d’IA/ML en els sistemes SATCOM de control de càrrega de pagament

En els últims anys, el mercat SATCOM ha experimentat una revolució. Això es deu principalment al ràpid desenvolupament de càrregues de pagament definides per programari o, en alguns casos, completament digitals. Aquests moderns satèl·lits permeten oferir nous serveis i, alhora, creen noves necessitats que no s’havien pensat mai abans. La revolució ha començat. Les càrregues de pagament tradicionals, és a dir, maquinari ad hoc dissenyat per a missions específiques, són ja cosa del passat. El present se centra en solucions genèriques que puguin satisfer demandes dinàmiques i aprofitar les seves contraparts reconfigurables basades en programari.

El punt d’inflexió en la història del SATCOM comercial es va produir el 2021, any en què l’operador Eutelsat va llançar el satèl·lit Eutelsat Quantum. Quantum va ser el primer satèl·lit comercial controlat totalment per programari, i així es va posar el control de la càrrega de pagament en mans de l’usuari final. Poc després, la càrrega de pagament com a servei es va convertir en un nou concepte revolucionari. Aprofitant el seu èxit, Eutelsat ha continuat afegint nous satèl·lits a la seva flota i els ha dotat de càrregues de pagament flexibles d’última generació.

Aquests avenços en la càrrega de pagament tenen dues implicacions importants. En primer lloc, ofereixen a l’operador un nombre gairebé infinit d’opcions de reconfiguració. En segon lloc, la complicada gestió de càrregues de pagament tan complexes afectarà la manera en què els operadors hi han treballat fins ara.

Demanda dinàmica, sistemes resilients, temps real, multimissió, 5G/6G... Com poden gestionar els operadors aquests complexos sistemes en un entorn tan canviant? La intel·ligència artificial (IA) i l’aprenentatge automàtic (ML) són, sense cap dubte, els nostres millors aliats.

En aquest context, el projecte ATRIA té per objectiu aplicar tècniques d’IA/ML a casos d’ús rellevants de SATCOM seleccionats pels experimentats operadors d’Eutelsat a fi de facilitar i, amb el temps, automatitzar les seves operacions. Amb aquest objectiu, GMV, com a coordinador del consorci i integrador de sistemes, ha desenvolupat un prototip de sistema denominat AI-PCS. AI-PCS integra, entre altres coses, els mòduls AI/ML desenvolupats per CTTC i AIKO, els experts en IA del consorci.

El primer cas d’ús que es va abordar va ser el problema que implica la diversitat de les portes d’enllaç. AI-PCS ha estat entrenat per predir quan cal fer una operació de commutació entre portes d’enllaç nominals i redundants per minimitzar el temps d’inactivitat. Per a això, els mòduls IA/ML integrats a AI-PCS analitzen la correlació entre la quantitat de pluja i els nivells de senyal de les balises a les ubicacions de les portes d’enllaç. Utilitzant el pronòstic del temps com a base, el sistema AI-PCS pot predir en temps real si cal dur a terme una operació de commutació.

El segon cas d’ús se centra en els feixos. En aquest cas, els mòduls IA/ML s’entrenen amb trànsit per feixos i dades de capacitat de serveis que s’han proporcionat prèviament. Això és molt útil a l’hora de predir la congestió del trànsit per feix i, posteriorment, avisar l’operador.

El sistema AI-PCS s’ha validat en un entorn operatiu utilitzant les dades en temps real emmagatzemades als llacs de dades de l’operador (Skylogic) i els pronòstics meteorològics de sistemes de tercers. Els mòduls IA/ML van proporcionar resultats en temps real que es van presentar a les diferents pantalles AI-PCS perquè l’operador pogués interpretar-los de manera senzilla. El sistema AI-PCS també està equipat amb un sistema d’alarma que emet un xiulet si algun dels casos d’ús produeix un resultat que requereixi la intervenció de l’operador.

Els resultats satisfactoris obtinguts durant la prova d’acceptació in situ (OSAT), que va tenir lloc al març de 2023, han impulsat de manera considerable el desenvolupament de la segona fase del projecte. Aquesta fase donarà suport a nous casos d’ús i la integració de desenvolupaments addicionals duts a terme pels altres socis del consorci.

Autor: Leticia Alonso