[發(fā)明專利]強(qiáng)對抗環(huán)境下基于深度學(xué)習(xí)的混合電磁威脅制式識別方法與系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310019675.X
• 申請日: 2023-01-06
• 公開（公告）號: CN116383603A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊海良;廖志偉;鐘萬福;許玉丹;鄔紫健;任凱久;孫鵬;楊剛強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G06F18/10
• 分類號: G06F18/10;G06F18/213;G06F18/21;G06F18/214;G06N3/0464;G06N3/0442;G06N3/08;G06F18/24
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

1.強(qiáng)對抗環(huán)境下基于深度學(xué)習(xí)的混合電磁威脅制式識別方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)構(gòu)建廣域空間電磁信號數(shù)據(jù)庫，從廣域空間電磁信號數(shù)據(jù)庫中獲取深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練所需的完備數(shù)據(jù)集；

(2)利用步驟(1)獲取的完備數(shù)據(jù)集訓(xùn)練一個信號重構(gòu)模型，對被干擾的信號進(jìn)行重構(gòu)得到發(fā)送端發(fā)送的原始信號，信號重構(gòu)模型輸出值與輸入的差值就是可能的干擾、非法電磁信號和噪聲，將所述差值作為后續(xù)檢測識別的對象；

(3)對步驟(2)所述差值進(jìn)行盲檢測，得到輻射源的數(shù)量；

(4)對信號數(shù)據(jù)即步驟(2)中所得到的差值進(jìn)行包括零均值處理和球化處理在內(nèi)的預(yù)處理操作；

(5)基于步驟(3)中所得到的輻射源的數(shù)量，在沒有先驗(yàn)知識的條件下對時間、空間和頻率同時混合的信號開展混合輻射源信號盲源分離；

(6)對于輸入的信號序列即步驟(5)中盲源分離后得到的信號序列，將其轉(zhuǎn)換為In-Phase/Quadrature即IQ信號的形式或者Amplitude/Phase即AP信號的形式，以雙通道序列的形式生成訓(xùn)練、驗(yàn)證和測試輻射源信號自動盲調(diào)制方式識別模型所需的數(shù)據(jù)集合；

(7)利用步驟(6)構(gòu)建的數(shù)據(jù)集合訓(xùn)練一個輻射源信號自動盲調(diào)制方式識別模型，對未知混合輻射源信號分離后得到的各路輻射源信號進(jìn)行自動盲調(diào)制方式識別；

(8)構(gòu)建一種基于數(shù)據(jù)隨機(jī)性的信道編碼特征提取模塊，從碼字序列的碼重、游程、深度和自相關(guān)性幾個方面提出信道編碼碼字特征，構(gòu)造成各種編碼方式的特征向量；

(9)利用構(gòu)建的特征向量作為數(shù)據(jù)集訓(xùn)練一個輻射源信道編碼類型識別模型，對未知混合輻射源信號分離后得到的各路輻射源信號進(jìn)行信道編碼類型識別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)對抗環(huán)境下基于深度學(xué)習(xí)的混合電磁威脅制式識別方法，其特征在于，步驟(2)中，所述信號重構(gòu)模型為去噪自動編碼器，其中，編碼器是由三層長短期記憶網(wǎng)絡(luò)LSTM堆疊搭建構(gòu)成,并且每層的輸出維度逐漸減小，解碼器同樣由堆疊搭建構(gòu)成的三層長短期記憶網(wǎng)絡(luò)LSTM和一層全連接層組成,且LSTM每層的輸出維度逐漸增大，利用去噪自動編碼器對步驟(1)獲取的完備數(shù)據(jù)集中未被污染的理想信號進(jìn)行重構(gòu)訓(xùn)練，使得對于所有的信號，所述信號重構(gòu)模型的重構(gòu)輸出都是原始發(fā)射信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)對抗環(huán)境下基于深度學(xué)習(xí)的混合電磁威脅制式識別方法，其特征在于，所述步驟(3)中，采用蓋爾圓準(zhǔn)則的信源數(shù)量檢測算法對步驟(2)所述差值進(jìn)行盲檢測，得到輻射源的數(shù)量，蓋爾圓準(zhǔn)則GDE(k)的信源數(shù)量檢測算法如式(I)所示：

式(I)中，k＝1,2,…,M-1，M是觀測信號數(shù)量，ρ_k為第k個蓋爾圓半徑，ρ_i為第i個蓋爾圓半徑，D為校正因子，蓋爾圓準(zhǔn)則的判定方法是：從k＝1開始遍歷，當(dāng)GDE(k)首次小于0時停止遍歷，此時信源數(shù)量的估計(jì)是k-1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)對抗環(huán)境下基于深度學(xué)習(xí)的混合電磁威脅制式識別方法，其特征在于，所述步驟(4)中，零均值處理通過減去接收信號的平均值來實(shí)現(xiàn)，如式(II)所示：

式(II)中，x(t)是步驟(2)中的差值信號，是步驟(2)中的差值信號的平均值，w(t)表示零均值處理后的信號，t表示時間，E(w)表示w(t)的均值；經(jīng)過這樣處理后，E(w)＝0，該過程也被中心化處理；

球化處理就是通過一個球化矩陣V去處理經(jīng)過零均值處理后接收信號，如式(III)所示：

z(t)＝Vw(t)????(III)

式(III)中，z(t)表示球化處理后的信號。