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摘要:本发明公开了一种基于复杂网络理论的通信信号特征提取方法,包括S1、采集噪声环境下的通信信号;S2、对通信信号进行分箱并符号化处理,构建信号符号序列;S3、根据符号序列的不同状态情况,构建状态转移矩阵;S4、根据状态转移矩阵构建通信信号二值无向复杂网络;S5、提取通信信号二值无向复杂网络的统计特征,构建通信信号的特征向量,完成通信信号的特征提取,本方案所提取的通信信号特征,作为分类器的输入,实现了在低信噪比环境、少量的标签样本下多类通信调制信号的有效识别。
主权项:1.一种基于复杂网络理论的通信信号特征提取方法,其特征在于,包括以下分步骤:S1、采集噪声环境下的通信信号;S2、对通信信号进行分箱并符号化处理,构建信号符号序列;所述步骤S2包括以下分步骤:S21、对通信信号进行min-max归一化处理,将处理后的数据映射至[0,1]区间内;S22、将处理后的数据从小到大排序,按照数值个数等分为m等份,每一等份作为一个分箱,其表达式为: 其中,B为分箱,k为分箱序号,Bk为第k个分箱;S23、根据分箱情况,对通信信号进行映射,获得符号序列S,其表达式为:S=[s1,s2,...,sL],sL∈[1,m]其中,S为长度为L的符号序列,SL为序号序列中的第L个符号;xi为通信信号的第i个数值点,若xi在分箱后属于Bk,则SL=k;S3、根据符号序列的不同状态情况,构建状态转移矩阵;S4、根据状态转移矩阵构建通信信号二值无向复杂网络;S5、提取通信信号二值无向复杂网络的统计特征,构建通信信号的特征向量,完成通信信号的特征提取;所述步骤S5包括以下分步骤:S51、计算通信信号二值无向复杂网络G的平均度值K,其计算公式为: 其中,K为G中全部节点的度的平均值,ki为节点vi的度值;S52、计算通信信号二值无向复杂网络G中节点间的平均分离程度L,作为平均距离,其计算公式为: 其中,L为G中全部节点的最短路径距离的平均值,dij为节点vi与节点vj在最短路径上连接这两个节点的边的数目;S53、计算通信信号二值无向复杂网络G的平均集聚系数C,其计算公式为: 其中,C为G的平均集聚系数,Ci为节点的集聚系数;aik表示节点vi与节点vk连接关系,ajk表示节点vj与节点vk连接关系;S54、计算通信信号二值无向复杂网络G的全局集聚系数Gtotal,其计算公式为: 其中,Gtotal为G的全局集聚系数,GΔ为网络中闭三元组数,GΛ表示网络中开三元组数;S55、计算通信信号二值无向复杂网络G的匹配系数r,其表达式为: 其中,r为G的匹配系数,qk为网络中随机选取的一个节点,其度为k的邻居节点再被选取的概率,σq为余度q分布的方差,Pj,k为网络中随机选取的一条边两端节点的度分别为j和k的概率,kmin和kmax分别为网络中节点的度的最小值和最大值,M为网络的总连边数,mj,k为度为j的节点和度为k的节点之间的连边数,μj,k为系数函数,若j=k,则μj,k的值为2,否则为1;S56、将通信信号二值无向复杂网络G的平均度、平均距离、平均集聚系数、全局集聚系数和匹配系数作为G的统计特征,根据G的统计特征,构建通信信号的特征向量F,其表达式如下: 其中,F为通信信号的特征向量。
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百度查询: 西南交通大学 一种基于复杂网络理论的通信信号特征提取方法
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