[發明專利]一種面向未知格式化報文結構的數據鏈戰術行為識別方法

在審

• 申請號: 202310074097.X
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116127356A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 雷迎科;李海濤;錢鋒;俞紅兵;張孟伯;王巍;王一川;金虎
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F18/24
• 分類號: G06F18/24;G06F18/213;G06F18/10;G06N3/045;G06N3/0464;H04L69/22
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種面向未知格式化報文結構的數據鏈戰術行為識別方法，該方法為：根據格式化報文結構封裝消息的特點，對包含不同戰術消息的數據鏈V系列報文進行模擬，將封裝好的消息通過2FSK調制，生成不同的數據鏈信號；利用小波包分解提取已調制數據鏈信號的時頻特征；生成小波包時頻面圖像，構建圖片數據集，統一圖片的尺寸大小，并做歸一化處理；設計CNN模型CBAM?CNN：在CNN的基礎上，引入注意力機制，并嵌入卷積塊注意力模塊CBAM；將圖片數據集輸入CBAM?CNN中，對包含不同戰術消息的數據鏈信號進行分類識別，實現逆向認知戰術行為。本發明可直接對偵收的數據鏈信號進行處理，實現逆向推理數據鏈戰術行為。

技術領域

本發明屬于智能通信偵察技術領域，具體為一種面向未知格式化報文結構的數據鏈戰術行為識別方法。

背景技術

近年來，為了適應信息化作戰的需求，認知電子戰得到快速發展。其中，認知無線電是重要的研究領域。行為本身是用來描述生命體的，隨著人工智能技術的成熟運用，行為識別研究逐步拓展到非生命體，在通信偵察領域，也逐漸被重視起來。數據鏈是戰術通信的載體，承載著重要的戰術作用，其消息內容、封裝結構、工作狀態都可能反映非協作方的行為，如果能準確掌握非協作方數據鏈的行為級消息，就可以在通信對抗領域占據優勢。

然而，目前數據鏈的消息內容難以獲取，且鮮有針對數據鏈行為的相關研究。如何在消息格式未知的條件下，解析偵收的數據鏈信號，獲取行為內涵，是亟需解決的問題。基于此，提出一種面向未知格式化報文結構的數據鏈戰術行為識別方法。首先根據格式化報文的特點，模擬V系列報文的數據位，并產生包含戰術消息的完整報文和數據鏈已調制信號。然后利用小波包分解方法生成信號時頻面，并制作成圖像數據集，引入注意力機制的卷積神經網絡完成數據集的分類，進而實現不同戰術消息報文的分類，識別相應的戰術行為。本方法無需對數據鏈信號進行多余處理，直接對偵收的信號進行分類即可認知相應的戰術行為，具有重要的價值。

發明內容

本發明提供一種面向未知格式化報文結構的數據鏈戰術行為識別方法，從而實現逆向推理數據鏈戰術行為的目的。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種面向未知格式化報文結構的數據鏈戰術行為識別方法，包括以下步驟：

步驟1、根據格式化報文結構封裝消息的特點，對包含不同戰術消息的數據鏈V系列報文進行模擬，將封裝好的消息通過2FSK調制，生成不同的數據鏈信號；

步驟2、利用小波包分解方法，提取已調制數據鏈信號的時頻特征；

步驟3、生成小波包時頻面圖像，構建圖片數據集，統一圖片的尺寸大小，并做歸一化處理；

步驟4、設計CNN模型CBAM-CNN：在CNN的基礎上，引入注意力機制，通過嵌入卷積塊注意力模塊CBAM，增強圖片特征，優化模型的學習能力；

步驟5、將圖片數據集輸入CBAM-CNN中，對包含不同戰術消息的數據鏈信號進行分類識別，實現逆向認知戰術行為。

進一步地，所述步驟1具體為：

步驟S1.1、根據格式化報文的特點，模擬戰術消息長度為1和2時的V系列報文數據位，戰術消息的起始位M和終止位N隨機產生，其余消息由隨機比特替代，L為戰術消息的長度，滿足L＝N-M+1；

步驟S1.2、對于已經模擬的數據位，添加同步脈沖序列、前置碼和非鍵控位，構建完整的格式化數據鏈報文，并利用2FSK調制，生成數據鏈信號。

進一步地，所述步驟2具體為：

對生成的已調制數據鏈信號，使用小波包分解算法，提取時頻圖特征；

其中小波包分解算法的遞推公式如下：