基于一维Inception结构的信道编码类型识别方法与流程

文档序号:20137981发布日期:2020-03-24 14:07阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于一维inception结构的信道编码类型识别方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1、使用matlab生成不同编码类型的信号样本,并将生成的信号样本划分为训练集和测试集;包括以下子步骤:

s11、使用matlab生成用于训练的信道编码信号,设置采样频率fs为93.3khz,载波频率fc为fs/4并加上10%的频偏,码元速率为4—24khz;

s12、根据编码类型生成对应的编码信号;

s13、对编码后的信号采用统一的编码方式bpsk调制,然后加高斯白噪声、过信道,最后解调,输出编码的比特序列;

s14、总共生成1000000个信号样本,每个样本长度为40000个比特,从生成的样本中随机抽取80%作为训练集,剩余的20%作为测试集;

s2、构造一维inception结构;包括以下子步骤:

s21、一维inception结构并行4个卷积层,采用1×1、1×10、1×20的多种核和最大池化层;

s22、在1×10、1×20和最大池化层后加1×1的卷积;

s3、构建基于一维inception结构的信道编码类型识别模型;所述信道编码类型识别模型的具体结构为:

第一层包括“same”卷积层、batchnormalization层和激活函数层,输入为编码后的信息比特,卷积核的大小为1×7;

第二层采用步长为2的最大池化层,使信号长度缩减为输入信号长度的1/2;

第三层采用inception结构;

第四层采用步长为2的最大池化层,使信号长度缩减为输入信号长度的1/4;

第五层采用inception结构;

第六层采用步长为2的最大池化层,使信号长度缩减为输入信号长度的1/8;

第七层包括“same”卷积层、batchnormalization层和激活函数层,卷积核的大小为1×3;

第八层采用步长为2的最大池化层,使信号长度缩减为输入信号长度的1/16;

第九层为dropout层,参数为0.3;

第十层是全连接层,神经元个数为64,采用relu作为激活函数;

第十一层为全连接层,神经元个数为信道编码类型的类别数,采用softmax函数作为激活函数,识别信道编码类型;

一维卷积层conv1d:使用的激活函数为relu,用以对一维时域信号进行特征提取;

dropout层:将在训练过程中每次更新参数时按一定概率随机断开输入神经元,dropout层用于防止过拟合;

全连接层:将学到的“分布式特征表示”映射到样本标记空间的作用;

softmax层:公式如下:

x为待识别的时域信号,k为总的类别数,k、i分别表示第k个类别和第i个类别,表示当前信号识别为第k类的映射值,表示当前信号识别为第i类的映射值,p(i)为x信号属于i类别的概率值;使用softmax函数求得的概率最大值为实际上是与当前信号特征矢量在维度空间上最接近的信号类别;

s4、设置训练基于一维inception结构的信道编码类型识别模型的超参数;设置的具体参数为:将网络初始学习率设为0.001,学习率衰减系数设为0.95,衰减速度设为100;训练时每次输入网络的序列样本数量batch_size设为16,每一轮迭代的最大批训练次数设为3000,训练的最大迭代次数为100,初始迭代次数为1;

s5、将训练集输入基于一维inception结构的信道编码类型识别模型,训练基于一维inception结构的信道编码类型识别模型的参数,从而获得基于一维inception结构的信道编码类型识别模型的最终形式;具体实现方法为:

s51、打乱训练样本的排列顺序,将信号分成适合输入卷积神经网络的多段等长序列;

s52、将每段序列输入卷积神经网络中;

s53、将每一段信号的每一个分类置信度求和再取平均值,平均值最大的那一类即为该信号的调制模式类别;

s54、训练卷积神经网络,当达到设置的最大迭代次数时停止训练,得到最优网络参数;

s6、将测试集输入识别模型的最终形式中,得到测试集中信号编码类型的识别结果。

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