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ORCID:  http://orcid.org/0009-0000-1215-5905
Tipo do documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Estimação da relação sinal ruído óptica baseada em aprendizado profundo utilizando diagramas de constelação das modulações dp-mpsk e dp-mqam em receptores ópticos coerentes flexíveis
Autor(es): Araújo, Mateus Flausino de
Primeiro orientador: Costa, André Luiz Aguiar da
Primeiro coorientador: Valadão, Myke Douglas de Medeiros
Primeiro membro da banca: Martins, Indayara Bertoldi
Segundo membro da banca: Silva, Éderson Rosa da
Terceiro membro da banca: Costa, André Luiz Aguiar da
Resumo: A Relação Sinal Ruído Óptica (OSNR, Optical Signal Noise Ratio) é um parâmetro crítico para o funcionamento, gestão e manutenção de redes de comunicação óptica coerentes. Dada a sua importância, este trabalho propõe e avalia uma abordagem baseada em aprendizagem profunda (DL, deep learning) para a estimação da OSNR a partir de diagramas de constelação. Para o desenvolvimento dos modelos, gerou-se um conjunto de dados diversificado, composto por mais de 19.000 imagens, através da simulação de sinais com formatos de modulação DP m-PSK e DP m-QAM sob diferentes configurações visuais. No total, foram avaliadas 15 arquiteturas de Redes Neurais Convolucionais (CNNs, Convolutional Neural Networks) representativas do estado da arte, incluindo as famílias MobileNetV3, ConvNeXt, DenseNet e EfficientNet. A arquitetura ConvNeXtBase alcançou o melhor desempenho preditivo do estudo, com um Erro Absoluto Médio (MAE, Mean Absolute Error) inferior a 0,43 dB e um coeficiente de determinação (R²) superior a 0,98. Os resultados obtidos confirmam o elevado potencial das técnicas de visão computacional para a monitorização contínua e não intrusiva de desempenho em redes óticas de próxima geração.
Abstract: The Optical Signal to Noise Ratio (OSNR) is a critical parameter for the operation, management, and maintenance of coherent optical communication networks. Given its importance, this work proposes and evaluates a deep learning (DL) based approach for OSNR estimation from constellation diagrams. For the development of the models, a diverse dataset comprising over 19,000 images was generated through the simulation of signals with DP m-PSK and DP m-QAM modulation formats under different visual configurations. In total, 15 representative state-of-the-art Convolutional Neural Network (CNN) architectures were evaluated, including the MobileNetV3, ConvNeXt, DenseNet, and EfficientNet families. The ConvNeXtBase architecture achieved the best predictive performance in the study, with a Mean Absolute Error (MAE) below 0.43 dB and a coefficient of determination (R²) above 0.98. The obtained results confirm the high potential of computer vision techniques for the continuous and non- intrusive performance monitoring of next-generation optical networks.
Palavras-chave: aprendizado profundo
diagrama de constelação
estimação
redes ópticas coerentes
OSNR
coherent optical communications
constellation diagrams
deep learning
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Referência: ARAÚJO, Mateus Flausino de. Estimação da relação sinal ruído óptica baseada em aprendizado profundo utilizando diagramas de constelação das modulações DP-mPSK e DP-mQAM em receptores ópticos coerentes flexíveis. 2026. 55 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49344
Data de defesa: 16-Mar-2026
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