تشخيص چند شكل موج مدوله شده فركانسي همپوشان با استفاده از يادگيري عميق

كارشناسي ارشد

يك مسئلۀ مهم در سيستم پشتيباني الكترونيكي، تشخيص و طبقه‌بندي خودكار مدولاسيون است. در چنين سيستم‌هايي با نمونه‌برداري از سيگنال در يك محدودۀ طيفي، پردازش‌هاي لازم انجام شده و سيگنال‌هاي موجود و نوع مدولاسيون آنها تشخيص داده مي‌شود. پژوهش‌هاي زيادي در زمينۀ طبقه‌بندي مدولاسيون سيگنال راداري انجام شده است. روش‌هاي مرسوم با استفاده از ويژگي‌هاي مختلف موجود در سيگنال سعي در طبقه‌بندي سيگنال دارند. رويكرد مبتني بر ويژگي سيگنال به شدت به دانش تخصصي متكي است كه ممكن است فقط در حالت‌هاي خاص خوب عمل كند و به طور كلي ضعيف باشد و يا از پيچيدگي بالا و كندي رنج ببرد. براي مقابله با اين مشكل، مي‌توان از طبقه‌بندي‌كننده‌هاي مبتني بر يادگيري ماشين و يادگيري عميق استفاده كرد كه موضوع اين پژوهش است. يكي از شكل‌موج‌هاي پر استفاده در سيستم‌هاي راداري شكل موج با فركانس مدوله شدهFM) ) است. از طرف ديگر در برخي از سناريوها، مثلاً در سواحل دريا كه تعداد زيادي رادار مربوط به ايستگاه‌ها يا شناورها وجود دارد يا در صحنه‌هاي نبرد نظامي كه تعداد تجهيزات راداري زياد است، احتمال وجود چند سيگنال همپوشان راداري در بازه مشاهده نسبتاً بالاست. به‌علاوه برخي اوقات جمرها و مختل‌كننده‌هايي در محيط هستند كه از شكل موج با فركانس مدوله شده خطيLFM) ) استفاده مي‌كنند. بنابراين يك سناريوي محتمل در هنگام تشخيص مدولاسيون سيگنال راداري، حالت وجود چند سيگنال همپوشان مدوله شده فركانسي است و به همين دليل در اين پايان‌نامه اين موضوع به تفصيل مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در اين سناريو روش‌هاي مبتني بر تشخيص فركانس لحظه‌اي عملكرد مناسبي ندارند. به‌عنوان يك روش جايگزين، در اين پژوهش روش‌هاي مبتني بر تبديل‌هاي زمان-فركانس و تشخيص وجود الگوهاي خطي يا غيرخطي در صفحه زمان-فركانس ارائه شده اند. به همين منظور، با استفاده از يادگيري عميق سيگنال‌هاي مدوله شده فركانس خطي و غيرخطي را طبقه‌بندي مي‌كنيم و در حالتي كه چند سيگنال LFM داريم، سعي در تخمين پارامترهاي چند سيگنال LFM كرده ايم. عملكرد روش پيشنهادي با استفاده از دو معيار ميزان خطاي تقريب پارامترها و ميزان خطاي آشكارسازي سيگنال برحسب SNR بررسي شده است. همچنين عملكرد روش پيشنهادي نسبت به روش‌هاي موجود از طريق شبيه‌سازي بررسي شده و بهبود قابل قبولي به دست آمده است.

231123

دانشگاه اصفهان

مهندسي برق - مخابرات سيستم

محمدفرزان صباحي