Aumento de Datos Híbrido y Red Neuronal de Fusión Espaciotemporal de Doble Flujo para la Clasificación Automática de Modulación en Comunicaciones de Drones
Autores: Gong, An; Zhang, Xingyu; Wang, Yu; Zhang, Yongan; Li, Mengyan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aumento de Datos Híbrido y Red Neuronal de Fusión Espaciotemporal de Doble Flujo para la Clasificación Automática de Modulación en Comunicaciones de Drones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Clasificación de modulación
Sistemas de comunicación
Comunicaciones de drones
Red neuronal de fusión espaciotemporal de doble flujo
Precisión de clasificación
Aumento de datos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La clasificación automática de modulación (AMC) es una de las tecnologías más importantes en varios sistemas de comunicación, incluidas las comunicaciones de drones. Se puede aplicar para confirmar la legitimidad de los dispositivos de acceso, ayudar a los sistemas de drones a identificar y rastrear mejor las señales de otros dispositivos de comunicación, y prevenir interferencias de drones para garantizar la seguridad y fiabilidad de la comunicación. Sin embargo, el rendimiento de clasificación de los enfoques AMC propuestos anteriormente aún necesita ser mejorado. En este estudio, se propone un enfoque AMC basado en una red neuronal de fusión espaciotemporal de doble flujo (DSSFNN) para mejorar la precisión de clasificación con el propósito de ayudar a la comunicación de drones, ya que DSSFNN puede extraer eficazmente características espaciotemporales de las señales de modulación a través de módulos residuales, módulos de memoria a largo y corto plazo (LSTM) y mecanismos de atención. Además, se introduce un nuevo método híbrido de aumento de datos basado en el cambio de fase y la auto-perturbación para mejorar aún más el rendimiento y evitar el sobreajuste. Los resultados experimentales demuestran que el enfoque AMC propuesto puede alcanzar una precisión de clasificación promedio del 63.44%, y la precisión máxima puede llegar al 95.01% a SNR = 10 dB, lo que supera los métodos propuestos anteriormente.
Descripción
La clasificación automática de modulación (AMC) es una de las tecnologías más importantes en varios sistemas de comunicación, incluidas las comunicaciones de drones. Se puede aplicar para confirmar la legitimidad de los dispositivos de acceso, ayudar a los sistemas de drones a identificar y rastrear mejor las señales de otros dispositivos de comunicación, y prevenir interferencias de drones para garantizar la seguridad y fiabilidad de la comunicación. Sin embargo, el rendimiento de clasificación de los enfoques AMC propuestos anteriormente aún necesita ser mejorado. En este estudio, se propone un enfoque AMC basado en una red neuronal de fusión espaciotemporal de doble flujo (DSSFNN) para mejorar la precisión de clasificación con el propósito de ayudar a la comunicación de drones, ya que DSSFNN puede extraer eficazmente características espaciotemporales de las señales de modulación a través de módulos residuales, módulos de memoria a largo y corto plazo (LSTM) y mecanismos de atención. Además, se introduce un nuevo método híbrido de aumento de datos basado en el cambio de fase y la auto-perturbación para mejorar aún más el rendimiento y evitar el sobreajuste. Los resultados experimentales demuestran que el enfoque AMC propuesto puede alcanzar una precisión de clasificación promedio del 63.44%, y la precisión máxima puede llegar al 95.01% a SNR = 10 dB, lo que supera los métodos propuestos anteriormente.