[發明專利]多無人機協同信號識別方法及識別系統

有效

• 申請號: 202110834168.2
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113469125B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 魏祥麟;范建華;段強;胡永揚;王彥剛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06V10/26;G06V10/774;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 黃輝本

本發明公開了一種多無人機協同信號識別方法及識別系統，所述方法包括如下步驟：調制信號識別深度網絡訓練：基于歷史收集的經過標注的調制信號數據集，采用深度神經網絡架構，在地面控制站的邊緣計算單元訓練得到自動調制識別深度網絡；深度網絡分割與參數加載：地面控制站的網絡分割單元根據參與協同調制識別的無人機數量，對訓練得到的自動調制識別深度網絡的計算任務進行分割，并將分割得到的計算任務和參數加載到每架無人機上；無人機協同調制信號識別與回傳；深度網絡更新：地面控制站的邊緣計算單元利用標注的樣本進行自動調制識別深度網絡的參數更新，供下次任務執行使用。所述方法及系統具有實時性強、環境適應性好且識別精度高等優點。

技術領域

本發明涉及網絡數據通信方法及系統技術領域，尤其涉及一種多無人機協同信號識別方法及系統。

背景技術

在日益復雜的電磁環境下，進行有效的調制信號識別是理解用頻環境的重要前提，也是進行有效頻譜管理和利用的基礎。在遠海、島礁、山地等復雜地形下，基于無人機平臺的調制信號識別具有部署快、成本低、機動性好等優勢。但是，單架無人機有限的載荷、計算能力、傳輸帶寬和傳輸距離，使其難以獨立完成特定區域調制信號識別的任務。為此，需要多架裝載了邊緣計算單元的無人機進行協同，共同運行計算復雜度較高的面向調制識別的深度神經網絡，實現從信號識別任務區域到地面控制站的端到端識別與連接。

當前，無人機邊緣計算期望將無人機作為邊緣計算節點，為地面設備提供計算、傳輸和數據緩存服務。例如：中國發明專利申請“蜂窩網聯下多無人機協同移動邊緣計算系統資源分配方法”（申請號：201811144945.5，公開號：CN 109067490 A，公開日：2018年12月21日），提出了一種蜂窩網聯下多無人機協同移動邊緣計算系統資源分配方法，以降低無人機節點的能量消耗；中國發明專利申請“基于雙層無人機的移動邊緣計算系統的卸載任務分配方法”（申請號：201910525775.3，公開號：CN 110336861 A，公開日：2019年10月15日），采用博弈理論，提出了一種適用高空和低空無人機邊緣計算系統的卸載任務分配方法；中國發明專利申請“最大化多無人機架構收益的方法”（申請號：202010566129.4，公開號：CN111884829 A，公開日：2020年11月3日），通過權衡用戶的體驗質量和運營商的運營成本，采用多維混合自適應粒子群算法最大化多無人機架構收益。但是，當前工作主要集中于傳輸和計算資源分配，或者架構設計，沒有涉及無人機協作進行信號識別的場景。

自動調制識別(Automatic Modulation Recognition, AMR)是非合作通信場景下，實現高效頻譜感知、頻譜理解和頻譜利用的重要前提。傳統AMR方法可以分為兩類：基于決策理論的似然性方法和基于統計理論的特征提取方法。基于決策理論的似然性方法在分析待識別信號統計特性的基礎上，利用概率論、貝葉斯理論計算出信號的似然函數，通過比較通過似然函數得到的檢驗統計量，實現調制方式的識別。基于統計理論的特征提取方法通過選定特征對信號進行特征提取，然后利用訓練好的分類器進行調制識別。但是，這兩類方法的精度都嚴重依賴手工特征提取，以及關于信號的先驗知識。