[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信道編碼類(lèi)型盲識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811435212.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109525369B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃川;沈博瀟;吳弘毅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L1/00
• 分類(lèi)號(hào): H04L1/00;H04L12/24;G06N3/04
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專(zhuān)利中心 51203
• 代理人: 周劉英

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信道編碼類(lèi)型盲識(shí)別方法，屬于無(wú)線通信領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)充分利用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)提取接收到的相關(guān)序列的特征，在復(fù)雜的通信環(huán)境下對(duì)序列的識(shí)別實(shí)現(xiàn)了較高的準(zhǔn)確率，對(duì)不同的信道編碼方式同樣有很好的識(shí)別率；在識(shí)別處理時(shí)，通過(guò)將一長(zhǎng)串的序列進(jìn)行分割，分段進(jìn)行識(shí)別，最后采用少數(shù)服從多數(shù)的原則對(duì)序列做最后的判決，從而可較大幅度地提高識(shí)別的準(zhǔn)確率，特別是接收序列越長(zhǎng)，識(shí)別的準(zhǔn)確率也會(huì)相應(yīng)得越高。由于本發(fā)明采用自動(dòng)提取相關(guān)序列特征的網(wǎng)絡(luò)模型，避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要人工提取特征這一繁瑣過(guò)程，大大節(jié)省人力成本，簡(jiǎn)化了特征提取的步驟，提高了對(duì)編碼序列識(shí)別的準(zhǔn)確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通信領(lǐng)域，具體涉及基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信道編碼類(lèi)型識(shí)別。

背景技術(shù)

無(wú)線通信的最大特點(diǎn)是傳輸信道的開(kāi)放性，信道干擾無(wú)處不在，這就需要發(fā)送的序列有一定的糾錯(cuò)能力。1948年，香農(nóng)首次建立了信道編碼理論，其指出當(dāng)采用小于信道容量的傳輸速率時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)以任意小的錯(cuò)誤概率進(jìn)行傳輸。

信道編碼識(shí)別分析首要應(yīng)用的場(chǎng)景是在非合作的偵察通信中。在這種情況下，接收方很難預(yù)先獲得關(guān)于信道編碼的相關(guān)信息，所以通常需要對(duì)接收到的編碼序列進(jìn)行一定的分析來(lái)獲取到這些信息。在通信對(duì)抗領(lǐng)域中，想要獲得截獲的序列中的信息，就需要先對(duì)信道編碼種類(lèi)進(jìn)行識(shí)別，否則就無(wú)法繼續(xù)對(duì)編碼參數(shù)分析進(jìn)而得到其中的信息比特。所以，能夠正確識(shí)別信道編碼種類(lèi)對(duì)于實(shí)施通信干擾和網(wǎng)絡(luò)攻擊也是非常有意義的。

目前國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)表的進(jìn)行編碼識(shí)別的專(zhuān)著極少，在僅有的一些資料中，都是假定已知編碼方式進(jìn)而識(shí)別編碼參數(shù)，對(duì)編碼方式的識(shí)別僅集中于對(duì)一些常見(jiàn)的線性分組碼，卷積碼等，對(duì)于現(xiàn)代通信系統(tǒng)中常用的Turbo碼、LDPC碼以及最新設(shè)計(jì)出的Polar碼卻鮮有提及。文獻(xiàn)《Giard P,Alexios,Burg A.Blind detection of polar codes.IEEEInt.Workshop on Signal Process(SiPS),2017》提出了一種識(shí)別方法用于區(qū)分Polar碼和隨機(jī)噪聲序列，但是需要預(yù)先獲得凍結(jié)比特的位置。所以并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)Polar碼的全盲識(shí)別。

因此，找到一種高準(zhǔn)確率并且簡(jiǎn)單高效的對(duì)信道編碼進(jìn)行盲識(shí)別的方法顯得十分重要。基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)結(jié)合相關(guān)序列中各個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)信息來(lái)提取特征，目前已經(jīng)在自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域里取得了廣泛的應(yīng)用，但在對(duì)通信信號(hào)的處理里面并沒(méi)有得到有效的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)通信系統(tǒng)中一維序列的識(shí)別技術(shù)的不足，提出一種基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信道編碼類(lèi)型識(shí)別方法，實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜通信環(huán)境下對(duì)接收序列的編碼方式的識(shí)別。

本發(fā)明的基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信道編碼類(lèi)型盲識(shí)別方法，包括下列步驟：

步驟1：構(gòu)建識(shí)別信道編碼類(lèi)型的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型：

步驟101：構(gòu)建循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本，包括生成待識(shí)別的信道編碼序列作為訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的正樣本，生成非待識(shí)別序列作為網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的負(fù)樣本；

其中非待識(shí)別序列為不同于待識(shí)別的信道編碼序列的其他信道編碼序列、不進(jìn)行編碼的序列和不含有信息的純?cè)肼曅蛄校?/p>

所述信道編碼序列為：采用不同的碼長(zhǎng)、碼率生成首尾相接的碼字，再進(jìn)行數(shù)字調(diào)制處理后，得到對(duì)應(yīng)的信道編碼序列；其中碼字的信息序列可以是：獨(dú)立等概率的生成的0和1構(gòu)成。

對(duì)每段信道編碼序列，在[1,N]的范圍里等概率地選取一個(gè)整數(shù)作為一段接收序列的起點(diǎn)，基于起點(diǎn)，向后截取長(zhǎng)度為l的序列，得到對(duì)應(yīng)當(dāng)前信道編碼序列的接收序列，同時(shí)給定的信噪比范圍內(nèi)，在得到的每段接收序列中加入高斯噪聲后作為當(dāng)前信道編碼序列所提取得到的一個(gè)樣本(正或負(fù)樣本)，其中N為碼長(zhǎng)，l選取需要保證截取的接收序列中至少含有一個(gè)完整的碼字；