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Enregistrement W4390743887 · doi:10.3389/fmars.2023.1331635

A simplified decision feedback Chebyshev function link neural network with intelligent initialization for underwater acoustic channel equalization

2024· article· en· W4390743887 sur OpenAlexaff
Manli Zhou, Hao Zhang, Tingting Lv, Wei Huang, Yingying Duan, Yong Gao

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Marine Science · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueUnderwater Vehicles and Communication Systems
Établissements canadiensUniversity of Victoria
Organismes subventionnairesPolit National Laboratory for Marine Science and TechnologyNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésComputer scienceInitializationArtificial neural networkMultipath propagationUnderwater acoustic communicationEqualization (audio)Channel (broadcasting)AlgorithmControl theory (sociology)Mathematical optimizationUnderwaterMathematicsArtificial intelligenceTelecommunications

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction In shallow-water environments, the reliability of underwater communication links is often compromised by significant multipath effects. Some equalization techniques such as decision feedback equalizer, and deep neural network equalizer suffer from slow convergence and high computational complexity. Methods To address this challenge, this paper proposes a simplified decision feedback Chebyshev function link neural network equalizer (SDF-CFLNNE). The structure of the SDF-CFLNNE employs Chebyshev polynomial function expansion modules to directly and non-linearly transform the input signals into the output layer, without the inclusion of hidden layers. Additionally, it feeds the decision signal back to the input layer rather than the function expansion module, which significantly reduces computational complexity. Considering that, in the training phase of neural networks, the random initialization of weights and biases can substantially impact the training process and the ultimate performance of the network, this paper proposes a chaotic sparrow search algorithm combining the osprey optimization algorithm and Cauchy mutation (OCCSSA) to optimize the initial weights and thresholds of the proposed equalizer. The OCCSSA utilizes the Piecewise chaotic population initialization and combines the exploration strategy of the ospreywith the Cauchy mutation strategy to enhance both global and local search capabilities. Rseults Simulations were conducted using underwater multipath signals generated by the Bellhop Acoustic Toolbox. The results demonstrate that the performance of the SDFCFLNNE initialized by OCCSSA surpasses that of CFLNN-based and traditional nonlinear equalizers, with a notable improvement of 2-6 dB in terms of signal-to-noise ratio at a bit error rate (BER) of 10−4 and a reduced mean square error (MSE). Furthermore, the effectiveness of the proposed equalizer was validated using the lake experimental data, demonstrating lower BER and MSE with improved stability. Discussion This underscores thepromise of employing the SDFCFLNNE initialized by OCCSSA as a promising solution to enhance the robustness of underwater communication in challenging environments.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,245
Écart entre enseignants0,225 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations8
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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