基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)字調(diào)制識(shí)別技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-10 05:31
調(diào)制識(shí)別技術(shù)是指在非合作通信系統(tǒng)中,接收端在信號(hào)調(diào)制信息未知的情況下,判定接收信號(hào)調(diào)制樣式的技術(shù)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到調(diào)制識(shí)別領(lǐng)域已經(jīng)成為了主流趨勢(shì)。機(jī)器學(xué)習(xí)算法和傳統(tǒng)調(diào)制識(shí)別算法相比,最大的優(yōu)勢(shì)在于出色的特征提取能力和分類(lèi)能力。因此,本文對(duì)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)字信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了深入研究,主要成果如下:1.提出一種以多維度特征為輸入的進(jìn)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Evolutional Neural Network,ENN)。該方法以信號(hào)的多種維度上的特征作為輸入,基于遺傳算法自動(dòng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化超參數(shù),進(jìn)化出調(diào)制識(shí)別性能最優(yōu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果顯示,在各個(gè)信噪比下,本文提出的方法調(diào)制識(shí)別準(zhǔn)確率與傳統(tǒng)方法比均有提升。2.從樣本增強(qiáng)的角度出發(fā),提出基于快速梯度攻擊算法(Fast Gradient Sign Method,FGSM)的信號(hào)對(duì)抗樣本的樣本增強(qiáng)方法。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)樣本集的擴(kuò)充和增強(qiáng),訓(xùn)練更具魯棒性和遷移性的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)果顯示,使用本文方法生成的對(duì)抗樣本進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)微調(diào),能夠有效緩解過(guò)擬合問(wèn)題,提高低信噪比下調(diào)制識(shí)別準(zhǔn)確率。3.從信號(hào)預(yù)處理的角度出發(fā),提出連接型卷積降噪自...
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:101 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
基于最大似然
ü蘭屏誦藕?幅度,并將估計(jì)參數(shù)用于HLRT的識(shí)別算法中,完成了BPSK和QPSK信號(hào)的分類(lèi)[14];谧畲笏迫槐鹊恼{(diào)制識(shí)別方法的缺點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜度較大,需要大量先驗(yàn)信息以及進(jìn)行復(fù)雜的似然函數(shù)計(jì)算和推導(dǎo);另外該方法的適應(yīng)性較差,且對(duì)參數(shù)估計(jì)的需求較高,一旦脫離了特定的通信場(chǎng)景框架,會(huì)導(dǎo)致調(diào)制識(shí)別準(zhǔn)確率不夠理想。1.2.2基于信號(hào)特征的模式識(shí)別方法基于信號(hào)特征的模式識(shí)別方法先通過(guò)人工設(shè)計(jì)的專(zhuān)家特征,提取信號(hào)在時(shí)域、頻域或其他不同變換域上的特征參數(shù),再通過(guò)模式識(shí)別領(lǐng)域的各種分類(lèi)器對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制識(shí)別,如圖1-2所示。信號(hào)的特征提取一般從5個(gè)角度進(jìn)行:信號(hào)的瞬時(shí)統(tǒng)計(jì)特征、高階累積量特征、星座圖特征、變換域特征和循環(huán)平穩(wěn)特征。待識(shí)別信號(hào)特征提取分類(lèi)器設(shè)計(jì)識(shí)別結(jié)果圖1-2基于信號(hào)特征的模式識(shí)別方法基于信號(hào)瞬時(shí)特征的方法,在信號(hào)的瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位上進(jìn)行特征提齲1998年,Nandi等人提出了基于9種信號(hào)瞬時(shí)特征的參數(shù)提取方法,并通過(guò)決策樹(shù)作為分類(lèi)器,識(shí)別了13種通信信號(hào)[15]。以這些特征參數(shù)為基礎(chǔ),研究人員不斷創(chuàng)新特征參量,同時(shí)對(duì)信號(hào)預(yù)處理方面進(jìn)行了研究。Park等人提出了帶寬占用比特征參數(shù),實(shí)現(xiàn)了性能更佳的信號(hào)調(diào)制識(shí)別[16];谛盘(hào)瞬時(shí)統(tǒng)計(jì)特征的調(diào)制識(shí)別方法的計(jì)算復(fù)雜度低,但是存在的問(wèn)題在于該方法受信道、多徑衰落等影響較大,在低信噪比下特征參數(shù)區(qū)分度低,導(dǎo)致低信噪比下識(shí)別性能不夠理想。高階累積量特征具有很好的抗噪聲性能,這是因?yàn)楦咚拱自肼暤母唠A累積量為零。1986年,Hipp等人首次提出了使用信號(hào)的高階累積量作為特征的調(diào)制識(shí)別方法,從此關(guān)于高階累積量特征參數(shù)的研究得到了更多發(fā)展,并廣泛應(yīng)用于信號(hào)的調(diào)制識(shí)別算法中。Swami等人基于四階累積量對(duì)MPSK和MQAM信號(hào)進(jìn)行
基于深度學(xué)習(xí)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)及其發(fā)展[J]. 何繼愛(ài),張文啟. 高技術(shù)通訊. 2016(02)
[2]通信信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別方法綜述[J]. 曾創(chuàng)展,賈鑫,朱衛(wèi)綱. 通信技術(shù). 2015(03)
[3]基于小波系數(shù)稀疏性的數(shù)字調(diào)制樣式識(shí)別[J]. 趙知?jiǎng)?胡俊偉. 杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]一種改進(jìn)的基于星座圖的信號(hào)識(shí)別方法[J]. 牛景昌,王立賓. 無(wú)線電通信技術(shù). 2013(05)
[5]深度學(xué)習(xí)研究綜述[J]. 孫志軍,薛磊,許陽(yáng)明,王正. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2012(08)
[6]認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò):關(guān)鍵技術(shù)與研究現(xiàn)狀[J]. 魏急波,王杉,趙海濤. 通信學(xué)報(bào). 2011(11)
[7]信號(hào)調(diào)制識(shí)別在邊境無(wú)線電監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用[J]. 羅輝. 中國(guó)無(wú)線電. 2008(11)
博士論文
[1]非合作通信中信號(hào)檢測(cè)及調(diào)制識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉明騫.西安電子科技大學(xué) 2013
[2]衰落信道下非合作接收中調(diào)制識(shí)別技術(shù)研究[D]. 崔偉亮.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[3]數(shù)字通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別算法研究[D]. 陳衛(wèi)東.西安電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]通信信號(hào)的參數(shù)估計(jì)與調(diào)制識(shí)別[D]. 張雪靜.重慶大學(xué) 2018
[2]數(shù)字通信信號(hào)調(diào)制方式自動(dòng)識(shí)別方法的研究與應(yīng)用[D]. 史甜姝.天津大學(xué) 2016
本文編號(hào):3333561
【文章來(lái)源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:101 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
基于最大似然
ü蘭屏誦藕?幅度,并將估計(jì)參數(shù)用于HLRT的識(shí)別算法中,完成了BPSK和QPSK信號(hào)的分類(lèi)[14];谧畲笏迫槐鹊恼{(diào)制識(shí)別方法的缺點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜度較大,需要大量先驗(yàn)信息以及進(jìn)行復(fù)雜的似然函數(shù)計(jì)算和推導(dǎo);另外該方法的適應(yīng)性較差,且對(duì)參數(shù)估計(jì)的需求較高,一旦脫離了特定的通信場(chǎng)景框架,會(huì)導(dǎo)致調(diào)制識(shí)別準(zhǔn)確率不夠理想。1.2.2基于信號(hào)特征的模式識(shí)別方法基于信號(hào)特征的模式識(shí)別方法先通過(guò)人工設(shè)計(jì)的專(zhuān)家特征,提取信號(hào)在時(shí)域、頻域或其他不同變換域上的特征參數(shù),再通過(guò)模式識(shí)別領(lǐng)域的各種分類(lèi)器對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制識(shí)別,如圖1-2所示。信號(hào)的特征提取一般從5個(gè)角度進(jìn)行:信號(hào)的瞬時(shí)統(tǒng)計(jì)特征、高階累積量特征、星座圖特征、變換域特征和循環(huán)平穩(wěn)特征。待識(shí)別信號(hào)特征提取分類(lèi)器設(shè)計(jì)識(shí)別結(jié)果圖1-2基于信號(hào)特征的模式識(shí)別方法基于信號(hào)瞬時(shí)特征的方法,在信號(hào)的瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)相位上進(jìn)行特征提齲1998年,Nandi等人提出了基于9種信號(hào)瞬時(shí)特征的參數(shù)提取方法,并通過(guò)決策樹(shù)作為分類(lèi)器,識(shí)別了13種通信信號(hào)[15]。以這些特征參數(shù)為基礎(chǔ),研究人員不斷創(chuàng)新特征參量,同時(shí)對(duì)信號(hào)預(yù)處理方面進(jìn)行了研究。Park等人提出了帶寬占用比特征參數(shù),實(shí)現(xiàn)了性能更佳的信號(hào)調(diào)制識(shí)別[16];谛盘(hào)瞬時(shí)統(tǒng)計(jì)特征的調(diào)制識(shí)別方法的計(jì)算復(fù)雜度低,但是存在的問(wèn)題在于該方法受信道、多徑衰落等影響較大,在低信噪比下特征參數(shù)區(qū)分度低,導(dǎo)致低信噪比下識(shí)別性能不夠理想。高階累積量特征具有很好的抗噪聲性能,這是因?yàn)楦咚拱自肼暤母唠A累積量為零。1986年,Hipp等人首次提出了使用信號(hào)的高階累積量作為特征的調(diào)制識(shí)別方法,從此關(guān)于高階累積量特征參數(shù)的研究得到了更多發(fā)展,并廣泛應(yīng)用于信號(hào)的調(diào)制識(shí)別算法中。Swami等人基于四階累積量對(duì)MPSK和MQAM信號(hào)進(jìn)行
基于深度學(xué)習(xí)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別技術(shù)及其發(fā)展[J]. 何繼愛(ài),張文啟. 高技術(shù)通訊. 2016(02)
[2]通信信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別方法綜述[J]. 曾創(chuàng)展,賈鑫,朱衛(wèi)綱. 通信技術(shù). 2015(03)
[3]基于小波系數(shù)稀疏性的數(shù)字調(diào)制樣式識(shí)別[J]. 趙知?jiǎng)?胡俊偉. 杭州電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]一種改進(jìn)的基于星座圖的信號(hào)識(shí)別方法[J]. 牛景昌,王立賓. 無(wú)線電通信技術(shù). 2013(05)
[5]深度學(xué)習(xí)研究綜述[J]. 孫志軍,薛磊,許陽(yáng)明,王正. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2012(08)
[6]認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò):關(guān)鍵技術(shù)與研究現(xiàn)狀[J]. 魏急波,王杉,趙海濤. 通信學(xué)報(bào). 2011(11)
[7]信號(hào)調(diào)制識(shí)別在邊境無(wú)線電監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用[J]. 羅輝. 中國(guó)無(wú)線電. 2008(11)
博士論文
[1]非合作通信中信號(hào)檢測(cè)及調(diào)制識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉明騫.西安電子科技大學(xué) 2013
[2]衰落信道下非合作接收中調(diào)制識(shí)別技術(shù)研究[D]. 崔偉亮.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[3]數(shù)字通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別算法研究[D]. 陳衛(wèi)東.西安電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]通信信號(hào)的參數(shù)估計(jì)與調(diào)制識(shí)別[D]. 張雪靜.重慶大學(xué) 2018
[2]數(shù)字通信信號(hào)調(diào)制方式自動(dòng)識(shí)別方法的研究與應(yīng)用[D]. 史甜姝.天津大學(xué) 2016
本文編號(hào):3333561
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