[發明專利]基于圓系有限穿越可視圖建網的調制信號分類方法及系統

在審

• 申請號: 202011191624.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112380928A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 宣琦;周錦超;裘坤鋒
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵

1.基于圓系有限穿越可視圖建網的調制信號分類方法，包括如下步驟：

S1、采集I/Q調制信號，并對所采集的I/Q調制信號進行處理，將雙通道的I/Q調制信號轉換為四通道信號；

S2、采用圓系有限穿越可視圖建網方法將所述四通道信號分別轉換成加權有向網絡圖；

S3、對四個所述加權有向網絡圖進行特征提取，得到四個特征向量，并對所述特征向量進行空間擴展，得到每個所述I/Q調制信號的融合特征向量；

S4、基于隨機森林構建調制信號分類模型，并采用所述融合特征向量對所述調制信號分類模型進行訓練，分類精度小于預設閾值，調整圓系有限穿越可視圖建網方法中的超參數，并重復步驟S2～S3，直到分類精度大于或等于預設閾值，得到訓練好的調制信號分類模型，通過訓練好的分類模型完成對I/Q調制信號的分類。

2.根據權利要求1所述的基于圓系有限穿越可視圖建網的調制信號分類方法，其特征在于：步驟S1將所述I/Q調制信號轉換為四通道信號的具體方法為：

對每個I/Q調制信號I通道、Q通道的時間序列進行處理，得到每個所述I/Q調制信號的幅值數據A、相位數據W，從而得到每個所述I/Q調制信號的四通道的時間序列，四通道分別為I通道、Q通道、A通道、W通道。

3.根據權利要求2所述的基于圓系有限穿越可視圖建網的調制信號分類方法，其特征在于：幅值數據A、相位數據W的獲取方法包括：所述幅值數據A的計算如式(1)所示：

式中，A_i表示A通道中第i個時間點的幅值數據，I_i表示I通道中第i個時間點的信號數據，Q_i表示Q通道中第i個時間點的信號數據；

所述相位數據W以I通道為橫坐標，Q通道為縱坐標進行計算，如式(2)所示：

式中，W_i表示W通道中第i個時間點的相位數據，I_i表示I通道中第i個時間點的信號數據，Q_i表示Q通道中第i個時間點的信號數據。

4.根據權利要求1所述的基于圓系有限穿越可視圖建網的調制信號分類方法，其特征在于：步驟S2所述的加權有向網絡圖的節點由所述時間序列的時間點映射而成，所述加權有向網絡圖的有向連邊由兩個所述節點中，信號值較大的節點指向信號值較小的節點，所述加權有向網絡圖的連邊權重由兩個節點構成的圓系可視線被截斷次數加一得到。

5.根據權利要求1所述的基于圓系有限穿越可視圖建網的調制信號分類方法，其特征在于：步驟S3對所述特征向量進行空間擴展的具體方法是：

將每個所述I/Q調制信號得到的四個K維特征向量以橫向拼接的形式進行特征空間擴展。

6.實施權利要求1所述的基于圓系有限穿越可視圖建網的調制信號分類方法的系統，其特征在于：包括數據采集及處理單元、網絡圖構建單元、特征提取單元、調制信號分類單元；所述數據采集及處理單元、網絡圖構建單元、特征提取單元、調制信號分類單元依次連接并單向饋送數據，所述調制信號分類單元向所述網絡圖構建單元饋送超參數調整控制信號，網絡圖構建單元、特征提取單元、調制信號分類單元構成一個循環；

所述數據采集及處理單元采集I/Q調制信號，并對所采集的I/Q調制信號進行處理，將雙通道的I/Q調制信號轉換為四通道信號，并將所述四通道信號傳送至所述網絡圖構建單元；

所述網絡圖構建單元采用圓系有限穿越可視圖建網方法將所述四通道信號分別轉換成加權有向網絡圖，并將四個所述加權有向網絡圖傳送至所述特征提取單元；所述網絡圖構建單元還根據控制信號對圓系有限穿越可視圖建網方法的超參數進行調整；

所述特征提取單元對四個所述加權有向網絡圖進行特征提取，得到四個特征向量，并對所述特征向量進行空間擴展，得到每個所述I/Q調制信號的融合特征向量，并將所述I/Q調制信號的融合特征向量傳送至所述調制信號分類單元；

所述調制信號分類單元基于隨機森林構建調制信號分類模型，并采用所述融合特征向量對所述調制信號分類模型進行訓練，分類精度小于預設閾值，發送超參數調整控制信號至所述網絡圖構建單元，直到分類精度大于或等于預設閾值，得到訓練好的調制信號分類模型，通過訓練好的調制信號分類模型完成對I/Q調制信號的分類。