[發明專利]一種基于緊湊自編碼器的符號檢測和調制識別方法

有效

• 申請號: 202111339218.6
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114124630B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 許道峰;郝崇正;樊縣林;柯昌駿;王成華
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所;南京航空航天大學
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;G06F18/24;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華

1.一種基于緊湊自編碼器的符號檢測和調制識別方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1，在信號接收端對不同調制方式的到達信號分別進行采樣得到原始混合采樣數據；

步驟2，利用累積量和矩運算對步驟1中的原始混合采樣數據進行預處理，用于提取不同調制方式的信號特征，并得到混合信號數據集；

步驟3，采用CAE-SDMC檢測器對混合信號數據集進行符號檢測和調制識別，即分別找到CAE-SDMC檢測器的符號檢測最優判別函數和調制識別最優判別函數，CAE-SDMC檢測器包括了CAE-SD檢測器和CAE-MC檢測器；

步驟4：利用步驟2預處理后得到的混合信號數據集對CAE-SDMC檢測器進行訓練，進而確定步驟3中的符號檢測和調制識別最優判別函數對應的參數，最優參數下的CAE-SDMC可以恢復原始混合采樣數據中各自的符號信息，同時輸出原始混合采樣數據分別對應的調制方式。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1包括：

對不同調制方式的到達信號進行采樣得到的數據特性如下：在每個符號周期內對接收到的每種信號r進行L個采樣得到采樣矩陣r⁽ⁱ⁾。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于：步驟1包括：

采樣矩陣r⁽ⁱ⁾＝[r⁽ⁱ⁾(0) r⁽ⁱ⁾(1)...r⁽ⁱ⁾(L-1)]^T，編號分別為0、1……L-1，式中T為矩陣轉置符號，i為調制方式指數，發送的信號經過信道傳輸，接收端的采樣信號包括信道噪聲、頻率偏移和相位偏移。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于：步驟2包括：

式中，表示原始混合采樣數據進行基于累積量和矩運算的預處理后得到的信號特征向量。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于：步驟2包括：

τ表示采樣間隔；為接收信號r采樣值對應的歸一化u階v次共軛累計量，其中，u表示累積量的階數，v表示累積量的次數；為接收信號采樣值對應的歸一化矩運算，其中u表示矩的階數，v表示矩運算中共軛項的次數。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于：步驟3包括：

CAE-SDMC檢測器同時輸出混合信號的符號信息和對應的調制方式，符號檢測的判定問題描述為：

式中，表示符號檢測最優判別函數f_SD(.,.)對應的假設空間，和是接收端恢復的不同調制方式對應的符號序列，表示數據的預處理即步驟2中原始混合采樣數據進行信號特征的計算，r⁽ⁱ⁾和r^(j)為混合信號數據集中未知的兩種采樣信號，i,j＝1,2,...,k為采樣信號對應的調制方式指數，ψ為受信道干擾的未知參數，是判別函數中的參數，為N維歐氏空間。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于：步驟3包括：

CAE-SDMC檢測器同時輸出混合信號的符號信息和對應的調制方式，調制方式的判定問題描述為：

式中，表示調制識別最優判別函數f_MC(.,.)對應的假設空間，和是判定的混合信號的調制方式，表示數據的預處理即步驟2中原始混合采樣數據進行信號特征的計算，r⁽ⁱ⁾和r^(j)為混合信號數據集中未知的兩種采樣信號，i,j＝1,2,...,k為采樣信號對應的調制方式指數，ψ為受信道干擾的未知參數，是判別函數中的參數，為N維歐氏空間。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于：步驟4包括：

利用混合信號數據集訓練CAE-SDMC檢測器，進而尋找到符號檢測和調制識別最優判別函數對應的參數。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于：步驟4包括：

判別函數對應的損失函數中包括交叉熵損失函數項、稀疏系數項和權重懲罰項。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于：步驟4包括：

尋找最優判別函數等價為最小化CAE-SDMC檢測器的損失函數，符號檢測和調制識別檢測器的損失函數中的參數更新過程如下：

式中，θ^new為更新后的參數，θ^old為更新前的參數，γ＞0為學習率，表示每次更新過程中CAE-SDMC檢測器損失函數的梯度運算，其中，表示梯度運算，J_CAE(·)表示CAE-SDMC檢測器的損失函數，θ是CAE-SDMC檢測器的更新參數。