电磁信号检测与分类方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电磁信号检测与分类方法及装置，包括：获取待处理的电磁信号数据；利用预先训练好的信号检测与分类模型对待处理的电磁信号数据进行处理，得到检测结果与分类结果；其中，预先训练好的信号检测与分类模型包括特征提取主干网络、检测分支网络以及分类分支网络；特征提取主干网络对待处理的电磁信号数据进行特征提取，获得混合分量特征图以及低频分量特征图；检测分支网络基于低频分量特征图进行电磁信号检测，以获得检测结果；分类分支网络基于混合分量特征图以及检测结果进行分类，以获得分类结果。本发明专利技术针对干扰因素复杂、信号种类的待处理的电磁信号数据具有较高的分类准确性，整个检测与分类过程更加智能。整个检测与分类过程更加智能。整个检测与分类过程更加智能。

【技术实现步骤摘要】
电磁信号检测与分类方法及装置


[0001]本专利技术涉及电磁信号采集和智能识别
，尤其涉及一种电磁信号检测与分类方法及装置。

技术介绍

[0002]随着通信技术的快速发展，无线电磁信号种类多样、数量繁多，且无线信道时变性强，存在众多干扰因素，电磁环境复杂程度日益提升。在实际应用中，无线电磁信号呈现出弱能量、多类别等复杂特性，致使电磁信号检测与分类面临重大挑战。在此背景下，智能通信技术成为了无线通信领域发展的主流方向之一，其基本思想是突破传统通信系统中一成不变的信号处理架构，根据通信终端所处外部电磁环境的变化，实时动态重构通信系统信号参数，实现机器学习和无线通信技术的有效结合，从而提高资源利用率并达到通信抗干扰的目的。其中，无线通信信号检测与分类技术发挥关键作用，对于认知无线电、智能交通系统、电磁频谱监测和电子战等应用具有重要的研究价值。
[0003]电磁信号检测与分类技术是指在非协作通信中接收端未知或者只知道少量先验知识的情况下实现对接收信号存在性检测及信号类型分析的过程。在非合作通信场景下，接收机无法获取发送端信号类型、码率和带宽等先验信息，信号解调及后续处理依赖电磁信号检测与分类技术，该技术在整个通信过程中相辅相成，能够减少协议开销，实现信号解调及后续分析过程。随着日益复杂的无线电磁环境，传统电磁信号检测与分类方法性能下降严重。因此，亟需一种在复杂环境下具有较高抗干扰能力且识别准确率高的电磁信号检测与分类方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种电磁信号检测与分类方法及装置，用以解决上述问题。
[0005]本专利技术提供一种电磁信号检测与分类方法，包括：
[0006]获取待处理的电磁信号数据；
[0007]利用预先训练好的信号检测与分类模型对所述待处理的电磁信号数据进行处理，得到检测结果与分类结果；
[0008]其中，所述预先训练好的信号检测与分类模型包括特征提取主干网络、检测分支网络以及分类分支网络；
[0009]所述特征提取主干网络对所述待处理的电磁信号数据进行特征提取，获得混合分量特征图以及低频分量特征图；
[0010]所述检测分支网络基于所述低频分量特征图进行电磁信号检测，以获得检测结果；
[0011]所述分类分支网络基于所述混合分量特征图以及所述检测结果进行分类，以获得分类结果。
[0012]根据本专利技术提供的一种电磁信号检测与分类方法，所述特征提取主干网络包括多
尺度高低频分组卷积层；
[0013]相应地，所述特征提取主干网络对所述待处理的电磁信号数据进行特征提取，获得混合分量特征图以及低频分量特征图，包括：
[0014]从所述待处理的电磁信号数据中获取混合分量特征图与低频分量特征图，分别作为上一时刻的混合分量特征图与上一时刻的低频分量特征图；
[0015]对所述上一时刻的混合分量特征图进行下采样得到下采样后的混合分量特征图；
[0016]对所述上一时刻的低频分量特征图进行上采样得到上采样后的低频分量特征图；
[0017]根据所述上一时刻的混合分量特征图以及所述上采样后的低频分量特征图获取当前时刻的混合分量特征图；
[0018]根据所述上一时刻的低频分量特征图以及所述下采样后的混合分量特征图获取当前时刻的低频分量特征图。
[0019]根据本专利技术提供的一种电磁信号检测与分类方法，所述检测分支网络基于所述低频分量特征图进行电磁信号检测，以获得检测结果，包括；
[0020]对所述低频分量特征图进行掩码处理，以获得检测结果；
[0021]相应地，所述分类分支网络基于所述混合分量特征图以及所述检测结果进行分类，以获得分类结果，包括：
[0022]对所述混合分量特征图与所述检测结果进行Hadamard乘积，以获得分类结果。
[0023]根据本专利技术提供的一种电磁信号检测与分类方法，所述获取待处理的电磁信号数据，包括：
[0024]获取初始电磁信号数据；
[0025]对所述初始电磁信号数据进行射频前端处理，以得到射频前端处理后的信号数据，所述射频前端处理至少包括增益调整、频谱搬移、低通滤波；
[0026]对所述射频前端处理后的信号数据进行数字采样，并根据采样信息对采样后的信号数据分割并保存，以获得待处理的电磁信号数据。
[0027]根据本专利技术提供的一种电磁信号检测与分类方法，在所述获取初始电磁信号数据之前，该方法还包括：
[0028]利用预设的信号生成方法实时生成初始电磁信号数据；
[0029]其中，所述信号生成方法至少包括二进制信源数据生成、信号调制及脉冲成形以及干扰因素添加。
[0030]根据本专利技术提供的一种电磁信号检测与分类方法，所述利用预设的信号生成方法实时生成初始电磁信号数据，包括：
[0031]获取字节形式的信息并对其进行串并转换，以获得二进制信源数据；
[0032]利用预设的数字调制方式对所述二进制信源数据进行调制，得到调制后的信源数据；
[0033]利用预设的脉冲成形方法对所述调制后的信源数据进行脉冲成形，得到脉冲成形后的信源数据；
[0034]为所述脉冲成形后的信源数据添加多个干扰因素，以获得初始电磁信号数据；其中，所述干扰因素至少包括热噪声、频率偏移、时钟偏移以及多径衰落。
[0035]根据本专利技术提供的一种电磁信号检测与分类方法，在所述利用预先训练好的信号
检测与分类模型对所述待处理的电磁信号数据进行处理，得到检测结果与分类结果之后，该方法还包括：
[0036]将所述待处理的电磁信号数据以及所述检测结果与分类结果展示在预先构建的可视化界面中。
[0037]本专利技术还提供一种电磁信号检测与分类装置，包括：
[0038]数据获取模块，用于获取待处理的电磁信号数据；
[0039]检测与分类模块，用于利用预先训练好的信号检测与分类模型对所述待处理的电磁信号数据进行处理，得到检测结果与分类结果；
[0040]其中，所述预先训练好的信号检测与分类模型包括特征提取主干网络、检测分支网络以及分类分支网络；
[0041]所述特征提取主干网络对所述待处理的电磁信号数据进行特征提取，获得混合分量特征图以及低频分量特征图；
[0042]所述检测分支网络基于所述低频分量特征图进行电磁信号检测，以获得检测结果；
[0043]所述分类分支网络基于所述混合分量特征图以及所述检测结果进行分类，以获得分类结果。
[0044]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如上述任一种电磁信号检测与分类方法。
[0045]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种电磁信号检测与分类方法。
[0046]本专利技术提供的电磁信号检测与分类方法及装置，通过特征提取主干网络对待处理的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁信号检测与分类方法，其特征在于，包括：获取待处理的电磁信号数据；利用预先训练好的信号检测与分类模型对所述待处理的电磁信号数据进行处理，得到检测结果与分类结果；其中，所述预先训练好的信号检测与分类模型包括特征提取主干网络、检测分支网络以及分类分支网络；所述特征提取主干网络对所述待处理的电磁信号数据进行特征提取，获得混合分量特征图以及低频分量特征图；所述检测分支网络基于所述低频分量特征图进行电磁信号检测，以获得检测结果；所述分类分支网络基于所述混合分量特征图以及所述检测结果进行分类，以获得分类结果。2.根据权利要求1所述的电磁信号检测与分类方法，其特征在于，所述特征提取主干网络包括多尺度高低频分组卷积层；相应地，所述特征提取主干网络对所述待处理的电磁信号数据进行特征提取，获得混合分量特征图以及低频分量特征图，包括：从所述待处理的电磁信号数据中获取混合分量特征图与低频分量特征图，分别作为上一时刻的混合分量特征图与上一时刻的低频分量特征图；对所述上一时刻的混合分量特征图进行下采样得到下采样后的混合分量特征图；对所述上一时刻的低频分量特征图进行上采样得到上采样后的低频分量特征图；根据所述上一时刻的混合分量特征图以及所述上采样后的低频分量特征图获取当前时刻的混合分量特征图；根据所述上一时刻的低频分量特征图以及所述下采样后的混合分量特征图获取当前时刻的低频分量特征图。3.根据权利要求2所述的电磁信号检测与分类方法，其特征在于，所述检测分支网络基于所述低频分量特征图进行电磁信号检测，以获得检测结果，包括；对所述低频分量特征图进行掩码处理，以获得检测结果；相应地，所述分类分支网络基于所述混合分量特征图以及所述检测结果进行分类，以获得分类结果，包括：对所述混合分量特征图与所述检测结果进行Hadamard乘积，以获得分类结果。4.根据权利要求1所述的电磁信号检测与分类方法，其特征在于，所述获取待处理的电磁信号数据，包括：获取初始电磁信号数据；对所述初始电磁信号数据进行射频前端处理，以得到射频前端处理后的信号数据，所述射频前端处理至少包括增益调整、频谱搬移、低通滤波；对所述射频前端处理后的信号数据进行数字采样，并根据采样信息对采样后的信号数据分割并保存，以获得待处理的电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：关锋，葛平，付中梁，邵艳利，康焱，张宝昌，张多纳，
申请(专利权)人：探月与航天工程中心北方工业大学，
类型：发明
国别省市：