Publication: Deep learning based interference mitigation technique from 5G signal in the C band satellite services
| cris.virtual.department | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | |
| cris.virtual.orcid | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | |
| cris.virtualsource.department | 8c47497c-c612-4898-81a7-3d5237925055 | |
| cris.virtualsource.orcid | 8c47497c-c612-4898-81a7-3d5237925055 | |
| dc.contributor.author | Parveen, Nagma | |
| dc.contributor.supervisor | Khaizuran Abdullah | |
| dc.contributor.supervisor | Khairayu Badron | |
| dc.contributor.supervisor | Farah Diyana Abdul Rahman | |
| dc.contributor.supervisor | Malik Arman Morshidi | |
| dc.date.accessioned | 2026-01-20T04:41:30Z | |
| dc.date.available | 2026-01-20T04:41:30Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description.abstract | The coexistence of 5G networks and satellite communication systems within the C-band (3.4–4.2 GHz) has created significant challenges due to overlapping frequency usage and the resulting potential for harmful interference. As both terrestrial and satellite services increasingly depend on this spectrum for high-capacity communication, ensuring interference-free operation has become essential for maintaining reliable connectivity. This shared spectrum environment demands accurate interference detection and robust mitigation strategies to safeguard system performance. Addressing this need, the present research develops an advanced deep learning–based interference mitigation framework using convolutional neural networks (CNN) to model, classify, and suppress interference in mixed 5G–satellite environments. Comprehensive analysis of 5G and satellite datasets provided insights into their spectral characteristics and interference behavior, enabling effective feature extraction and supporting the development of the proposed technique. Modulation classification using a CNN achieved an accuracy of 97.83%, demonstrating strong capability in identifying modulation types under diverse interference conditions. For interference classification, the CNN achieved 98% accuracy, successfully distinguishing satellite-only, wireless-only, and combined interference scenarios. To further enhance system performance, optimization was performed using a feedforward neural network integrated with a genetic algorithm (GA). This optimization process adjusted key communication parameters, including the beam-forming angle, transmit power, and interference threshold, resulting in improved spatial filtering and interference suppression. The optimized beamforming direction of approximately 21° corresponded to the most favorable steering angle for isolating the desired signal from interference sources. This resulted in a substantial SINR improvement of +18 dB, equivalent to a 55% improvement in overall signal quality. Additionally, the regression-based prediction of the beamforming angle achieved an overall R-value of 0.975, confirming the high accuracy and reliability of the predictive model. Benchmark validation demonstrated strong improvements in modulation recognition performance. The proposed CNN achieved an accuracy of 97.83%, outperforming other deep-learning models reported in the literature, which typically achieve 87–91% under similar channel conditions. Earlier studies on higher-order modulation schemes showed performance ranging from 60% to 95%, particularly degrading under low-SNR and multipath scenarios. Compared to these ranges, the proposed CNN demonstrated the highest and most stable accuracy across all tested conditions. Furthermore, the simulated interference classification accuracy of 98% closely matched the theoretical confusion matrix, with less than 2% deviation, confirming the robustness and analytical consistency of the proposed framework. Overall, this research presents a practical and effective methodology for interference detection, classification, and mitigation within the C-band. The proposed framework enhances signal integrity, improves spectral efficiency, and supports dependable 5G–satellite coexistence, contributing to the advancement of future intelligent wireless communication systems. | |
| dc.description.abstractarabic | إ ل C (3.4–4.2 GHz) لقد أدّت ازدواجية تشغيل شبكات الجيل الخامس وأنظمة الاتصالات الفضائية ضمن نطاق الحزمةظهور تحديات كبيرة نتيجة تداخل استخدام الترددات واحتمالية حدوث تداخلات ضارة. ومع تزايد اعتماد كلٍّّ من الخدمات الأرضية والفضائية على هذا النطاق لتوفير اتصالات عالية السعة، أصبح ضمان التشغيل الخالي من التداخل ضرورًةً أساسية للحفاظ على موثوقية الاتصال. ويتطلب هذا الوسط الطيفي المشترك وجود آليات دقيقة لاكتشاف التداخل، إضافةً إل تطوير استراتيجيات فعّالة للتخفيف منه لحماية أداء الأنظمة. ومن أجل تلبية هذه الحاجة، طور هذا البحث إطارًاً متقدّماً للتخفيف من التداخل اعتماداً على تقنيات التعلم والاتصالات G لنمذجة وتصنيف وقمع التداخل في بيئات التداخل المختلط بين 5 العميق باستخدام الشبكات العصبية الالتفافيةوقد أظهرت التحليلات الشاملة لبيانات الجيل الخامس والاتصالات الفضائية خصائصهما الطيفية وسلوك التداخل بينهما، .الفضائية، مما %97.83دقة بلغت باستخدا م مما أتاح استخلاص ميزات دقيقة ودعم تطوير التقنية المقترحة. وحقق نموذج تصنيف التشكي ليعكس قدرته العالية على التعرف على أنواع التشكيل تحت ظروف تداخل متنوعة. أمّا في مهمة تصنيف التداخل، فقد حقق النموذج ، حيث تمكن بنجاح من التمييز بين حالات التداخل القادمة من الأقمار الصناعية فقط، أو الشبكات الأرضية فقط، أو %98دقة ، (GA) ولتعزيز أداء النظام، تم تطبيق خوارزمية تحسين تعتمد على شبكة عصبية أماميمدمجة مع خوارزمية جينية.التداخل المشتركحيث جرى ضبط معلمات الاتصال الأساسية مثل زاوية تشكيل الحزمة، وقدرة الإرسال، وحدّ التداخل. وأدّى ذلك إل تحسين عملية ، مما نتج عنه تحسّن كبير في نسبة الإشارة إل °21التوجيه المكاني وتقليل تأثير مصادر التداخل، إذ كانت زاوية التوجيه المثلى تقارب في جودة الإشارة الكلية. كما حقق نموذج التنبؤ المعتمد %55، أي تحسّن بنسبة dB بمقدار+ 18SINR التداخل والضوضاء وأظهرت عملية التحقق .، مما يؤكد دقة وموثوقية النموذج في تقدير زاوية تشكيل الحزم ةR = 0.975على الانحدار قيمة ارتباط كلية بالمقارنتفوقاً واضحاً في أداء التعرف على التشكيل، حيث تفو النموذج المقترح على نماذج التعلم العميق الأخرى التي تحقق عادة 87 –91% في ظروف قنوات مشابهة. كما بينت الدراسات السابقة على التشكيلات الأعلى رتبة أن الأداء يتراوح بين 60% و95% مع منخفضة أو في وجود مسارات متعددة. وبالمقارنة مع هذه القيم، قدّم النموذج المقترح SNR انخفاض ملحوظ في القيم عند مستوياتتوافقاً كبيرًاً مع (%89) أعلى دقة وأكثرها استقرارًاً في جميع السيناريوهات. إضافةً إل ذلك، أظهرت دقة تصنيف التداخل المحاكىوبشكل عام، يقدم هذا البحث منهجية .، مما يعكس قوة الاتساق التحليلي للنظام المقتر ح%2المصفوفة النظرية، بنسبة انحراف أقل من ، حيث يساهم الإطار المقترح في تعزيز سلامة الإشارة، وتحسين C عملية وفعّالة لاكتشاف التداخل وتصنيفه وتخفيفه ضمن نطاق الحزم ةالكفاءة الطيفية، ودعم التعايش الموثوق بين شبكات الجيل الخامس والأنظمة الفضائية، بما يخدم تطور أنظمة الاتصالات الذكية في .المستقب ل | |
| dc.description.callnumber | et TK 3088 P276D 2025 | |
| dc.description.cpsemail | cps2u@iium.edu.my | |
| dc.description.degreelevel | Doctoral | |
| dc.description.email | ||
| dc.description.funder | POSTGRADUATE FEE WAIVER SCHEME | |
| dc.description.identifier | Thesis : Deep learning based interference mitigation technique from 5g signal in the c band satellite services / by Nagma Parveen | |
| dc.description.identity | G2010348Nagmaparveen | |
| dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering (KOE) | |
| dc.description.nationality | ||
| dc.description.notes | Thesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2025. | |
| dc.description.physicaldescription | 1 online resource (xvii, 162 leaves) ; color illustrations. | |
| dc.description.programme | Doctor of Philosophy (Engineering) | |
| dc.holds | Embargoed until 8.1.2029 | |
| dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/33785 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2025 | |
| dc.rights | JOINTLY OWNED WITH A THIRD PARTY(S) AND/OR IIUM | |
| dc.subject | Coexistence;Satellite;5G | |
| dc.subject.lcsh | Wireless communication systems -- Technological innovations | |
| dc.subject.lcsh | Deep learning | |
| dc.title | Deep learning based interference mitigation technique from 5G signal in the C band satellite services | |
| dc.type | Doctoral Theses | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| oairecerif.author.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# |
