[發明專利]一種頻譜異常的無監督檢測方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202010934719.8
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111800811B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 熊俊;魏急波;周宣含;趙海濤;趙肖迪;李芳;周力;張曉瀛;辜方林
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W24/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

本發明公開了一種頻譜異常的無監督檢測方法，包括：獲取待檢測的目標信號；根據目標信號的時頻圖生成對應的原始時頻圖像；將原始時頻圖像輸入生成對抗網絡獲得重構時頻圖像；利用原始時頻圖像和重構時頻圖像確定異常值，根據異常值及門限值生成目標信號的異常檢測結果。可見，本申請通過將信號轉換為對應的時頻圖像后，可通過生成對抗網絡自動對該時頻圖像進行異常檢測；并且，通過生成對抗網絡進行異常檢測，無需任何信號的先驗信息，使其能夠對某些突發干擾進行檢測，同時因為其具有通用性，使其無需進行大型的改動就可應用于多種場景。本發明還公開了一種頻譜異常的無監督檢測裝置、設備及存儲介質，同樣能實現上述技術效果。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，更具體地說，涉及一種頻譜異常的無監督檢測方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

隨著電子對抗技術的發展，軍用通信系統中干擾和抗干擾技術發揮著越來越重要的作用。干擾檢測技術作為抗干擾領域中重要的環節，其目的是檢測通信信道中干擾信號是否存在，在某些特殊的場景下，甚至還需要知道干擾信號的能量大小、工作頻點/頻段、以及干擾類型等信息，為后續的抗干擾提供所必需的先驗信息。

傳統的檢測方案包括能量檢測、干擾定位、干擾識別以及干擾分類等一系列步驟，這些步驟的完成依賴于大量的專業知識，并且針對不同的通信頻帶和信號，需要對相應的算法進行調參使其適應特定化的場景，耗費大量的人力、物力和財力。并且，在傳統的檢測方案中，對于信號往往具備一定量的先驗知識，利用其進行建模，可得到最優的檢測方案。然而，如今的頻譜環境日益復雜，干擾信號復雜多變，難以建模，無法用模型驅動的方法對其進行檢測。因此，如何提供一種智能化的頻譜檢測系統，使其能夠通用化地用于不同的頻譜環境中，并通過對頻譜的監測自動檢測出異常情況，是本領域技術人員需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種頻譜異常的無監督檢測方法、裝置、設備及存儲介質，以提供一種高性能通用化的頻譜異常檢測方法，使得無線通信系統能夠自動地檢測出異常情況的出現，并對異常信號的位置進行定位，為后續的頻譜使用和管理提供支撐。

為實現上述目的，本發明提供一種頻譜異常的無監督檢測方法，包括：

獲取待檢測的目標信號；

根據所述目標信號的時頻圖生成對應的原始時頻圖像；

將所述原始時頻圖像輸入預先創建的生成對抗網絡，獲得與所述原始時頻圖像對應的重構時頻圖像；

利用所述原始時頻圖像和所述重構時頻圖像確定異常值，根據所述異常值及門限值生成所述目標信號的異常檢測結果。

其中，所述生成對抗網絡的創建方法包括：

創建初始生成對抗網絡，所述初始生成對抗網絡包括：編碼器網絡、生成器網絡和鑒別器網絡；

根據對抗損失函數、重構損失函數及對應的對抗損失函數權值、重構損失函數權值構建聯合損失函數；

通過預先獲取的訓練數據及所述聯合損失函數對所述編碼器網絡、所述生成器網絡和所述鑒別器網絡的權值進行更新，獲得所述生成對抗網絡。

其中，所述通過預先獲取的訓練數據及所述聯合損失函數對所述編碼器網絡、所述生成器網絡和所述鑒別器網絡的權值進行更新，獲得所述生成對抗網絡，包括：

步驟一：為編碼器網絡和生成器網絡設置固定的默認權值，將第一原始測試時頻圖像輸入編碼器網絡和生成器網絡生成第一重構測試時頻圖像；將第一原始測試時頻圖像和第一重構測試時頻圖像輸入鑒別器網絡，利用所述聯合損失函數梯度下降方法，更新鑒別器網絡的權值；