Parallel Neural Network Structures for Signal-to-Noise Ratio Estimation in Optical Fiber Communication Systems
Notice bibliographique
Résumé
This paper proposes two novel neural network (NN) structures to estimate long-term steady linear and nonlinear signal-to-noise ratio (SNR) components in optical fiber communication systems. The first proposed structure is a parallel NN-based (ParNN) estimator, which estimates each SNR component using a different NN structure and input feature set. A combination of gated recurrent unit and dense layers is used to estimate the linear SNR component. On the other hand, the nonlinear SNR component is estimated using a combination of convolutional layer with dense layer. The proposed input features of the ParNN estimator are generated solely from the received signal without knowledge of the transmitted signal. These features are formed of the lower quartile, upper quartile, and entropy, which can accurately characterize the behavior of the SNR components by measuring the received signal spread and uncertainty. For further improvement of the ParNN estimator, an additional stage is added to form the proposed enhanced ParNN (EParNN) estimator. This additional stage consists of two feedforward NNs (FFNNs), each with a single dense layer, where the first FFNN is used to estimate the linear SNR component and the second one estimates the nonlinear SNR component. The input of this additional stage is a combination of the input features and output of the ParNN estimator. The computational complexity is derived for the proposed estimators. The training and testing dataset is built from 16-ary quadrature amplitude modulation of a dual-polarization on a wide range of standard single-mode fiber system configurations, e.g., number of wavelength division multiplexing channels, optical launch power, and number of spans. Numerical results demonstrate that the proposed ParNN estimator achieves better SNR estimation accuracy with comparable computational complexity compared to the most efficient work in the literature. The proposed ParNN estimator can independently estimate each SNR component, in which the complexity per SNR component is reduced. Moreover, the proposed EParNN estimator improves SNR estimation accuracy compared to the ParNN estimator at the expense of a slight increase in the computational complexity.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».