為提高數(shù)字調(diào)制方式的識(shí)別速度和準(zhǔn)確率,提出一種基于免疫算法（IA）的反向后傳（BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字調(diào)制方式識(shí)別算法。首先對(duì)信號(hào)的特征進(jìn)行分析和提取,其次利用具有全局搜索能力的免疫算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重及閾值,最后利用Levenberg-Marquardt算法訓(xùn)練BP網(wǎng)絡(luò)。文中不僅給出了詳細(xì)的算法分析,同時(shí)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提方法的收斂速度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的BP算法和遺傳算法,在信噪比大于-2 dB時(shí),所提方法的平均識(shí)別準(zhǔn)確率也優(yōu)于傳統(tǒng)的BP算法和遺傳算法。所提免疫優(yōu)化算法在訓(xùn)練多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)可有效地避免BP算法易陷入局部極小,且算法收斂速度快,具有精確的全局尋優(yōu)性能,進(jìn)而提高了數(shù)字調(diào)制方式的識(shí)別準(zhǔn)確率。 

【文章來(lái)源】：現(xiàn)代電子技術(shù). 2019,42(23)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

算法改進(jìn)前后平均收斂速度的比較Fig.2Comparisonofaverageconvergencespeedbeforeandafteralgorithmimprovement

第23期化器全局搜索，收斂速度相比遺傳算法優(yōu)化器明顯加快。圖2算法改進(jìn)前后平均收斂速度的比較Fig.2Comparisonofaverageconvergencespeedbeforeandafteralgorithmimprovement圖3免疫和遺傳算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡(luò)平均收斂速度比較Fig.3ComparisonofaverageconvergencespeedofBPnetworkoptimizedbyimmuneandgeneticalgorithm圖4為信噪比介于-2~10dB時(shí)，三類(lèi)算法優(yōu)化器針對(duì)同一數(shù)據(jù)的訓(xùn)練情況對(duì)應(yīng)的平均識(shí)別率曲線(xiàn)。從三條曲線(xiàn)變化趨勢(shì)對(duì)比能看到，采用免疫算法改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器有著更高的識(shí)別率，特別是在低信噪比時(shí)。所以采用免疫算法改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器有著更好的識(shí)別性能。圖4不同信噪比下算法優(yōu)化前后調(diào)制平均識(shí)別率Fig.4AveragerecognitionrateofmodulationmodebeforeandafteroptimizationofalgorithmatdifferentSNR表1給出了當(dāng)信噪比介于-2~10dB時(shí)，識(shí)別7類(lèi)數(shù)字信號(hào)的正確率。能夠看到低信噪比時(shí)，識(shí)別正確率超過(guò)95%，伴隨信噪比上升準(zhǔn)確率也不斷上升。表1不同信噪比下信號(hào)調(diào)制類(lèi)型識(shí)別率Table1RecognitionrateofsignalmodulationtypeatdifferentSNR%信噪比/dB-202468102ASK95.796.898.598.598.798.31002FSK95.196.797.498.999.11001002PSK95.99698.81001001001004ASK96.597.997.897.398.299.498.94FSK97.796.998.598.19997.999.14PSK97.196.797.997.298.899.1100實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：因?yàn)槊庖咚惴ň哂惺諗繒r(shí)間短以及多解性，相比于遺傳算法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重值、閾值的全局優(yōu)化，采用免疫算法改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改善了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)閾值和權(quán)值等?

第23期化器全局搜索，收斂速度相比遺傳算法優(yōu)化器明顯加快。圖2算法改進(jìn)前后平均收斂速度的比較Fig.2Comparisonofaverageconvergencespeedbeforeandafteralgorithmimprovement圖3免疫和遺傳算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡(luò)平均收斂速度比較Fig.3ComparisonofaverageconvergencespeedofBPnetworkoptimizedbyimmuneandgeneticalgorithm圖4為信噪比介于-2~10dB時(shí)，三類(lèi)算法優(yōu)化器針對(duì)同一數(shù)據(jù)的訓(xùn)練情況對(duì)應(yīng)的平均識(shí)別率曲線(xiàn)。從三條曲線(xiàn)變化趨勢(shì)對(duì)比能看到，采用免疫算法改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器有著更高的識(shí)別率，特別是在低信噪比時(shí)。所以采用免疫算法改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器有著更好的識(shí)別性能。圖4不同信噪比下算法優(yōu)化前后調(diào)制平均識(shí)別率Fig.4AveragerecognitionrateofmodulationmodebeforeandafteroptimizationofalgorithmatdifferentSNR表1給出了當(dāng)信噪比介于-2~10dB時(shí)，識(shí)別7類(lèi)數(shù)字信號(hào)的正確率。能夠看到低信噪比時(shí)，識(shí)別正確率超過(guò)95%，伴隨信噪比上升準(zhǔn)確率也不斷上升。表1不同信噪比下信號(hào)調(diào)制類(lèi)型識(shí)別率Table1RecognitionrateofsignalmodulationtypeatdifferentSNR%信噪比/dB-202468102ASK95.796.898.598.598.798.31002FSK95.196.797.498.999.11001002PSK95.99698.81001001001004ASK96.597.997.897.398.299.498.94FSK97.796.998.598.19997.999.14PSK97.196.797.997.298.899.1100實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：因?yàn)槊庖咚惴ň哂惺諗繒r(shí)間短以及多解性，相比于遺傳算法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重值、閾值的全局優(yōu)化，采用免疫算法改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改善了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)閾值和權(quán)值等?


本文編號(hào)：3138942