小样本条件下的通信辐射源半监督特征提取

在通信辐射源信号有标签样本数量较小的情况下,同类通信辐射源个体信号特征提取困难且识别精度较低。对此,提出了一种小样本条件下的通信辐射源半监督特征提取方法。该方法对少量有标签通信辐射源信号样本以及大量无标签通信辐射源信号样本进行变分模态分解提取高维稳态信息熵,利用指数半监督判别分析法映射信息熵形成个体特征,并通过XGBoost进行通信辐射源个体识别来验证识别效果。实验表明,所提方法识别准确率达到85.33%,相比无监督特征提取方法运算时间降低了76.17%,证明其在同类通信辐射源不同个体识别中具有较好的性能。     

小样本条件下的通信辐射源半监督特征提取

在通信辐射源信号有标签样本数量较小的情况下,同类通信辐射源个体信号特征提取困难且识别精度较低。对此,提出了一种小样本条件下的通信辐射源半监督特征提取方法。该方法对少量有标签通信辐射源信号样本以及大量无标签通信辐射源信号样本进行变分模态分解提取高维稳态信息熵,利用指数半监督判别分析法映射信息熵形成个体特征,并通过XGBoost进行通信辐射源个体识别来验证识别效果。实验表明,所提方法识别准确率达到85.33%,相比无监督特征提取方法运算时间降低了76.17%,证明其在同类通信辐射源不同个体识别中具有较好的性能。     

基于SRNN+Attention+CNN的雷达辐射源信号识别方法

针对低信噪比条件下雷达辐射源信号特征提取困难、识别准确率低的问题, 提出一种基于切片循环神经网络(sliced recurrent neural networks, SRNN)、注意力机制和卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)的雷达辐射源信号识别方法, 并在CNN中引入批归一化层, 进一步提升网络的识别能力。模型以雷达辐射源信号幅度序列作为输入, 自动提取信号特征, 输出识别结果。实验结果表明, SRNN相比于门控循环单元(gated recurrent unit, GRU)训练速度大大提升, 注意力机制和批归一化层能有效提高识别准确率; 在采用8种常见雷达辐射源信号进行的实验中, 所提方法在低信噪比条件下仍有较高的识别准确率。     

基于VMD和特征融合的辐射源信号识别

在日趋复杂的电子对抗中,如何提高雷达辐射源信号(radar emitter signal, RES)识别率和抗噪性能是亟待解决的问题。为此提出了一种变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)和特征融合相结合的RES识别方法。首先利用VMD算法对各雷达信号进行分解得到3个本征模态函数(intrinsic mode function, IMF);然后,对这3个IMF分量提取排列熵(permutation entropy, PE)和样本熵(sample entropy, SE)特征进行特征融合，构成六维特征向量；最后利用支持向量机对辐射源信号进行识别。利用6种不同的辐射源信号对该方法进行了验证,仿真实验结果表明,该方法在低信噪比(signal to noise ratio, SNR)下能取得较好的识别率,当SNR不低于0 dB时,六维特征向量的识别率达到100%,具有较强的抗噪性能。     

小波-神经网络在辐射源识别中的应用研究

针对目标所采用的辐射源识别方法对复杂体制雷达信号识别效率低或无法识别的现象 ,提出了一种新的辐射源识别方法。首先 ,利用小波包可对信号进行多维多分辨率分析的特点 ,对辐射源信号进行信号特征的提取 ,然后将各辐射源的信号特征作为ART2神经网络的训练样本 ,对其进行辐射源类型的识别。通过计算机仿真 ,对上述方法进行了验证。试验结果表明 ,这种基于小波 神经网络的辐射源识别方法在识别复杂体制雷达信号的应用中不仅克服了目前识别方法识别效率低的弊端 ,而且还有效地解决了对未知雷达信号无法识别的问题     

基于双谱分析的雷达辐射源个体特征提取

针对复杂电磁环境中雷达辐射源特征参数的分选和识别问题,提出将辐射源信号的双谱作为雷达辐射源个体特征,并进一步提出将Walsh变换作为双谱特征优化算法。利用双谱中包含的信号细微信息和双谱受高斯噪声和杂波影响较小等特性,提高雷达辐射源个体特征参数的有效性;针对信号双谱中包含了很多与个体特征无关的冗余信息,不利于机器进行识别处理的缺点,利用Walsh变换对信号的双谱特征进行优化,剔除其中无效、冗余的信息,将变换后的结果作为雷达辐射源个体特征信息。仿真实验结果验证了算法的可行性。     

雷达特定辐射源识别的直观系统模型

利用Yoyos系统与随机微分几何,对特定辐射源识别问题进行系统建模及数学分析,建立了一种有意义的几何学描述。通过上述模型及分析,指出辐射源个体所辐射信号的瞬时参数中包含具有内蕴性质的指纹特征信息,且由产生信号的辐射源个体的系统低维状态流形决定。提出了一种雷达辐射源指纹特征信息的有效性判据和信号内蕴指纹特征参数。最后通过外场实验数据验证了本文所提出模型及特征的正确性和有效性。     

基于模糊函数代表性切片的运动雷达辐射源识别

针对运动雷达辐射源的信号特性,提出了一种基于模糊函数代表性切片特征优化的个体识别算法。首先抽取模糊函数的“近零”频偏切片作为辐射源的代表性特征子集,从而保留了运动雷达辐射源信号的稳定个性特征,然后利用直接判别比准则在代表性切片上进行核点排序,以选择最具有判别力的特征。对美国海军实验室仿真雷达数据和实测运动雷达辐射源数据的实验均表明,本文算法不仅有效地解决了现有的模糊函数全平面优化法的计算问题,而且显著提高了对运动雷达辐射源的个体识别性能。     

雷达特定辐射源识别的直观系统模型

利用Yoyos系统与随机微分几何,对特定辐射源识别问题进行系统建模及数学分析,建立了一种有意义的几何学描述.通过上述模型及分析,指出辐射源个体所辐射信号的瞬时参数中包含具有内蕴性质的指纹特征信息,且由产生信号的辐射源个体的系统低维状态流形决定.提出了一种雷达辐射源指纹特征信息的有效性判据和信号内蕴指纹特征参数.最后通过外场实验数据验证了本文所提出模型及特征的正确性和有效性.     

基于信号包络的辐射源细微特征提取方法

雷达信号体制和调制样式的多样化,信号环境的复杂化,使得常规的识别方法很难适应实际需要,无法有效地对雷达辐射源信号进行分类识别。提出了一种结合小波变换技术的辐射源细微特征提取新方法。该方法克服了传统包络分析方法的缺点,提高了提取信号包络信息的精度。最后通过辐射源个体识别实例说明了这种方法提取的细微特征是有效的。     

基于Hilbert-Huang变换与对抗训练的特定辐射源识别

为有效解决特定辐射源的个体识别问题, 提出一种基于Hilbert-Huang变换与对抗训练相结合的方法。首先根据辐射源硬件差异, 建立辐射源信号的数学模型; 其次, 对信号进行Hilbert-Huang变换得到Hilbert谱; 然后, 在预处理过程中, 从信号所有的Hilbert谱时频点对应的能量值中, 确定最具区分度的一组能量值, 并记录其对应的时频点; 最后, 对每一类辐射源信号的Hilbert谱提取上述记录的时频点对应的能量值, 将其送入卷积神经网络进行训练与测试, 并通过对抗训练的方式提升网络的抗噪性能。识别准确率实验表明, 对比不进行对抗训练的方法以及不进行预处理与对抗训练的方法, 所提算法的识别率分别平均提升3.1%与5.45%。识别鲁棒性实验表明, 所提算法训练样本为100时即可达到较好识别效果, 同时随着辐射源个数增多优势更加明显。复杂度分析表明, 所提算法能有效降低神经网络在大量训练与识别过程产生的运算量。     

基于堆栈式LSTM网络的通信辐射源个体识别

针对现有通信辐射源个体识别方法预处理过程复杂及特征提取较难的问题,提出了一种基于堆栈式长短期记忆(long short-term memory, LSTM)网络的辐射源个体识别算法。该算法直接使用IQ时间序列信号训练LSTM网络,即可实现对通信辐射源个体的高效识别,避免了复杂的信号预处理过程。为使LSTM网络能更好地适用于通信辐射源个体识别,利用3层LSTM网络提取辐射源深层特征,并通过实验优化了网络参数。然后对该算法的实际应用泛化性进行了实验探究,结果表明该算法在其他辐射源数据集上也取得了较好的效果。最后,通过实验对算法进行了验证,结果表明相比于传统算法,在样本数较多时,该算法的识别准确率可以达到98%,而且简单快速智能,便于工程化与实用化。     

基于堆栈式LSTM网络的通信辐射源个体识别

针对现有通信辐射源个体识别方法预处理过程复杂及特征提取较难的问题,提出了一种基于堆栈式长短期记忆(long short-term memory, LSTM)网络的辐射源个体识别算法。该算法直接使用IQ时间序列信号训练LSTM网络,即可实现对通信辐射源个体的高效识别,避免了复杂的信号预处理过程。为使LSTM网络能更好地适用于通信辐射源个体识别,利用3层LSTM网络提取辐射源深层特征,并通过实验优化了网络参数。然后对该算法的实际应用泛化性进行了实验探究,结果表明该算法在其他辐射源数据集上也取得了较好的效果。最后,通过实验对算法进行了验证,结果表明相比于传统算法,在样本数较多时,该算法的识别准确率可以达到98%,而且简单快速智能,便于工程化与实用化。     

基于GPU的外辐射源雷达信号处理实时实现方法

随着外辐射源雷达技术的发展,实时处理能力成为制约外辐射源雷达系统性能的重要因素。现有的处理手段仅适用于较小采样率信号以及低速目标的情况,对于数字电视信号等大带宽高采样率的外辐射源雷达信号以及高速小目标的情况很难满足实时性的要求。提出了一种基于图形处理器的外辐射源雷达信号处理实时实现方法,能够提高分块最小均方误差算法和Keystone算法的并行处理能力。通过真实数据验证表明基于所提结构的实现方法能够满足外辐射源雷达信号处理实时性的需求。     

空中目标辐射源的个体识别方法

针对传统的辐射源个体识别方法在低信噪比环境下识别性能不佳的问题,提出了一种空中目标辐射源的个体识别方法,该方法利用经验模态分解和变分模态分解得到信号不同频率的模态分量,将各模态分量的多尺度排列熵作为特征,利用主成分分析对数据进行降维,并采用支持向量机分类器进行辐射源个体识别。仿真结果表明,该方法对相位噪声、频率漂移以及谐波失真等细微特征的识别性能明显优于传统方法,并具有良好的抗噪性。     

基于深度学习和集成学习的辐射源信号识别

随着电磁环境的日益复杂和雷达辐射源信号类型的逐渐增多,如何有效地识别雷达信号类型成为一个重要的问题。为解决这个问题,提出了一种基于深度学习和集成学习的辐射源信号识别框架。该框架由特征提取和分类器设计两部分组成。第一部分,将雷达信号变换到时频域,利用栈式降噪自编码模型学习时频图像的特征。深度模型的训练采用无监督预学习和有监督微调相结合。第二部分,构造一个集成不同支持向量机分类器的模型对雷达信号进行识别。利用8种不同的辐射源信号验证了提出模型的有效性,结果表明结合这两种机器学习的方法有助于提高辐射源信号的识别正确率。     

特定辐射源识别的频域鲁棒ε-混合模型方法

特定辐射源识别(specific emitter identification,SEI)是电子战领域的热点问题,而利用辐射源中频波形分类是SEI的一种自然选择。针对多径环境下的SEI波形检验遇到的难题,采用鲁棒的假设检验方法进行已知辐射源信号的检验。该算法利用多径信号与直达波信号间的频域局部相关性,在频域建立ε混合模型,并且将局部频带内的多径干扰表示成与信号频谱幅度有关的噪声,得到一种鲁棒的频域相关-限幅检验器。通过仿真验证了该检验器性能,并说明了该方法通过频域选择获得性能改善的机理。     

雷达功放正弦激励下的无意调制特征分析

针对基于雷达功放的寄生调制进行辐射源个体识别的问题,提出利用正弦信号激励下的谐波特征进行识别的方法。该方法利用谐波相对幅度间的约束关系来分类,因而可在功放激励信号功率变化时保持分类性能,通过非线性最小二乘法对谐波幅度进行参数估计,获得了足够的参数估计精度。仿真实验验证了本方法的优势。     

基于残差原型网络的辐射源个体识别

利用深度学习进行通信辐射源识别分类时，现有算法在较低信噪比下的识别能力还不足，且均着重关注各类辐射源个体的类间距离，忽视了类内紧密性。针对此问题，结合残差网络和原型学习基本思想，提出残差原型网络，对输入信号的差分星座轨迹图进行识别。此外，在基于距离的交叉熵损失函数基础上加入原型损失，通过提高类内紧密度的方式进一步扩增了类间距离。通过对5种ZigBee设备的实验，结果表明所提算法在相同信噪比条件下相较于其他算法具有更好的识别性能，在信噪比高于8 dB时，可达到99%以上的准确率。     

基于多级跳线残差网络的雷达辐射源识别

针对复杂体制雷达辐射源的识别问题, 提出了一种基于时频特征提取与多级跳线残差网络(multi-level jumper residual network, MLJ-RN)结合的识别方法。首先,计算辐射源信号的平滑伪Wigner-Ville时频分布生成时频图像以表达信号本质特征, 将图像进行预处理以保留信号细微特征差异。然后,设计多级跳线连接的残差单元, 在此基础上构造MLJ-RN, 对时频图像相邻卷积层的细微特征进行学习和识别, 并使用随机梯度下降法训练网络。最后,通过对网络进行参数优化, 强化对信号的深层特征提取能力。仿真结果表明, 信噪比为－5 dB时, 该方法对12类雷达辐射源信号的整体识别概率达到95.1%, 从而验证了该方法在低信噪比下识别雷达信号的有效性。