兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 949-959.doi: 10.12382/bgxb.2021.0880
收稿日期:
2021-12-29
上线日期:
2023-04-28
通讯作者:
WANG Jian, ZHANG Bangning, ZHANG Jie, WEI Guofeng, GUO Daoxing*()
Received:
2021-12-29
Online:
2023-04-28
摘要:
为解决利用单一特征进行通信辐射源个体识别识别率不高的问题,提出一种基于多域特征融合的通信辐射源个体识别方法。提取通信辐射源发射信号的多个变换域特征,并组合这些特征为多域特征。构建多通道卷积神经网络,利用多通道卷积操作对多域特征进行深层次提取。通过神经网络的分类器,完成对通信辐射源个体的分类。在低信噪比和瑞利信道条件下,使用所提方法对20个CC2530设备进行识别。研究结果表明:与基于单一特征的辐射源个体识别方法相比,该方法充分利用了通信辐射源发射信号的多个变换域特征,结合神经网络的强大细微特征挖掘能力,实现了对通信辐射源个体的有效识别;该方法能够显著提升在低信噪比的识别准确率和时效性,在0dB条件下的识别效果仍可达到91.01%。
王检, 张邦宁, 张洁, 魏国峰, 郭道省. 基于多域特征融合的通信辐射源个体识别方法[J]. 兵工学报, 2023, 44(4): 949-959.
WANG Jian, ZHANG Bangning, ZHANG Jie, WEI Guofeng, GUO Daoxing. A Method for Specific Communication Emitter Identification Based on Multi-Domain Feature Fusion[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(4): 949-959.
实验方法 | epoch | ||||
---|---|---|---|---|---|
4 | 8 | 12 | 16 | 20 | |
多域特征融合 | 87.08 | 89.10 | 89.92 | 90.45 | 91.01 |
基于I/Q数据 | 66.74 | 75.01 | 80.78 | 84.01 | 85.17 |
基于功率谱数据 | 71.76 | 79.70 | 84.15 | 86.63 | 87.55 |
基于积分双谱数据 | 61.50 | 68.89 | 72.02 | 74.11 | 76.50 |
表1 不同训练轮次对0dB信号的识别结果
Table 1 Identification results of different training epochs on 0dB signal%
实验方法 | epoch | ||||
---|---|---|---|---|---|
4 | 8 | 12 | 16 | 20 | |
多域特征融合 | 87.08 | 89.10 | 89.92 | 90.45 | 91.01 |
基于I/Q数据 | 66.74 | 75.01 | 80.78 | 84.01 | 85.17 |
基于功率谱数据 | 71.76 | 79.70 | 84.15 | 86.63 | 87.55 |
基于积分双谱数据 | 61.50 | 68.89 | 72.02 | 74.11 | 76.50 |
实验方法 | 信噪比/dB | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | |
多域特征融合 | 91.01 | 94.83 | 96.58 | 98.15 | 98.48 | 98.98 |
基于I/Q数据 | 85.17 | 89.23 | 90.75 | 92.11 | 93.25 | 93.88 |
基于功率谱数据 | 87.55 | 91.93 | 93.25 | 93.35 | 93.60 | 94.00 |
基于积分双谱数据 | 76.50 | 83.30 | 88.50 | 91.15 | 92.55 | 93.05 |
表2 20轮次单个变换域与多域特征融合的识别结果
Table 2 Identification results of single transform domain and multi-domain feature fusion at 20 epochs%
实验方法 | 信噪比/dB | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | |
多域特征融合 | 91.01 | 94.83 | 96.58 | 98.15 | 98.48 | 98.98 |
基于I/Q数据 | 85.17 | 89.23 | 90.75 | 92.11 | 93.25 | 93.88 |
基于功率谱数据 | 87.55 | 91.93 | 93.25 | 93.35 | 93.60 | 94.00 |
基于积分双谱数据 | 76.50 | 83.30 | 88.50 | 91.15 | 92.55 | 93.05 |
[1] |
|
[2] |
|
[3] |
doi: 10.1109/TVT.25 URL |
[4] |
|
[5] |
doi: 10.1049/rsn2.v11.4 URL |
[6] |
|
[7] |
doi: 10.1109/Access.6287639 URL |
[8] |
|
[9] |
|
[10] |
doi: 10.1049/cmu2.v8.8 URL |
[11] |
doi: 10.1109/LCOMM.2018.2871465 URL |
[12] |
|
[13] |
doi: 10.1109/TIFS.10206 URL |
[14] |
|
[15] |
doi: 10.1109/Access.6287639 URL |
[16] |
|
[17] |
Wireless medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications for low-rate wireless personal area networks (WPANs):IEEE 802.15.4[S]. New York, NY, US:IEEE, 2006.
|
[18] |
doi: 10.1109/TVT.2021.3064868 URL |
[19] |
|
[20] |
doi: 10.1016/j.comnet.2020.107566 URL |
[21] |
|
[22] |
doi: 10.1109/TCSI.2013.2264711 URL |
[23] |
|
[24] |
doi: 10.1109/Access.6287639 URL |
[25] |
|
[26] |
|
[27] |
李晨明. 非合作通信中的盲均衡技术研究[D]. 西安: 西安电子科技大学, 2020:111.
|
|
|
[28] |
|
[29] |
石荣, 吴聪. 信噪比的不同定义及对调制识别性能评估的影响[J]. 通信技术, 2019, 52(7):1556-1562.
|
|
|
[30] |
doi: 10.1109/ACCESS.2019.2913759 |
[31] |
陈悦, 雷迎科, 李昕, 等. 基于IQ图特征的通信辐射源个体识别[J]. 信号处理, 2021, 37(1):120-125.
|
|
|
[32] |
梁华东, 韩江洪. 采用双谱多类小波包特征的雷达信号聚类分选[J]. 光子学报, 2014, 43(3):158-165.
|
|
|
[33] |
doi: 10.1109/TGRS.2016.2543748 URL |
[1] | 惠康华, 杨卫, 刘浩翰, 张智, 郑锦, 百晓. 基于YOLOv5的增强多尺度目标检测方法[J]. 兵工学报, 2023, 44(9): 2600-2610. |
[2] | 周宇, 曹荣刚, 栗苹, 马啸. 一种用于外场试验图像的引信炸点检测方法[J]. 兵工学报, 2023, 44(8): 2453-2464. |
[3] | 丁伯圣, 张睿恒, 徐立新, 陈慧敏. 基于灰度补偿和特征融合的沙尘图像修复方法[J]. 兵工学报, 2023, 44(10): 3115-3126. |
[4] | 于博文, 吕明. 改进的YOLOv3算法及其在军事目标检测中的应用[J]. 兵工学报, 2022, 43(2): 345-354. |
[5] | 李泽东, 李志农, 陶俊勇, 毛清华, 张旭辉. 基于特征融合的注意力增强卷积神经网络的航空发动机滚动轴承故障诊断方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(12): 3228-3239. |
[6] | 李响, 苏娟, 杨龙. 基于改进YOLOv3的合成孔径雷达图像中建筑物检测算法[J]. 兵工学报, 2020, 41(7): 1347-1359. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||