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专利号: 2020105485907
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于CNN‑LSTM模型和迁移学习的信号调制样式识别方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一、采集多种不同调制信号样本集,对信号样本集进行预处理得到源数据集;

步骤二、构建CNN‑LSTM网络模型,随机初始化CNN‑LSTM网络的权值,然后通过源数据集对初始化后的CNN‑LSTM网络进行预训练,得到预训练完成后的CNN‑LSTM网络模型和网络权值参数;

步骤三、采集目标调制信号样本集,预处理得到目标数据集,组成训练数据集和测试数据集,将预训练后的CNN‑LSTM网络权值参数迁移至目标CNN‑LSTM网络模型,利用部分目标数据集对目标CNN‑LSTM网络训练进行微调,得到训练完成的CNN‑LSTM网络;

步骤四、将测试数据集输入到训练完成的CNN‑LSTM网络,得到信号调制识别结果;

所述的步骤一具体如下:

采集得到多种不同调制信号样本集,对各种调制信号进行正交解调,得到同相分类即Q路分类和正交分量即I路分类,再由I、Q两路信号并行组成源数据集;

所述的步骤二具体如下:

CNN‑LSTM网络模型由五部分组成:第一部分为输入层,输入信号数据集;第二部分为CNN网络,用于提取信号数据集的空间特征;第三部分为LSTM网络,用于提取信号数据集的时序特征;第四部分为特征融合层,将CNN网络提取的空间特征与LSTM提取的时序特征进行串联,得到新的信号特征;第五部分为随机森林分类器,根据新的信号特征进行信号调制样式识别;

所述的步骤三具体如下:

采集需要识别的调制信号样本集,预处理得到目标数据集,将其分为训练数据集和测试数据集;提取步骤二中预训练好的CNN‑LSTM网络模型的第二部分中CNN网络权值参数和第三部分中LSTM网络权值参数,再将权值参数对应迁移至目标CNN‑LSTM网络模型的CNN网络和LSTM网络中,然后输入训练数据集到目标CNN‑LSTM网络模型中,仅对随机森林部分进行训练,训练步骤如下:

1)、训练数据集经过目标CNN‑LSTM网络模型的前四部分,得到信号特征数据集;

2)、通过自助法有放回抽样信号特征数据集构造子训练数据集;

3)、根据基尼系数随机选取特征参数建立CART决策树,其中基尼系数表示模型的混乱度,CART决策树的概率分布基尼系数为Gini(p)=2p(1‑p),当遍历特征参数A的所有分割点之后,使用特征参数和阈值TA的关系,将训练集D划分为两部分,即D1和D2,其中D1是满足A>TA的样本集,D2是不满足A>TA的另一个样本集;则在A>TA的情况下,训练集D的基尼指数为:所有特征参数都遍历CART决策树的所有分割点,寻找Gini系数最小的特征分割点;

4)、重复上述步骤1)‑步骤3)n次,建立n棵决策树,每个决策树互不相干,构成随机森林,判决时将多个决策树分类器的判决结果进行投票,得到最终结果;

训练完随机森林后,得到训练完成的CNN‑LSTM网络;

所述的步骤四具体如下:

输入目标信号数据集的测试数据集到训练完成的CNN‑LSTM网络的输入层,CNN网络提取信号的空间特征,LSTM网络提取信号的时序特征,特征融合层将两种特征串接,得到信号融合特征,输入融合特征到随机森林分类器进行投票判决,得到信号识别结果。