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贵州师范大学学报(自然科学版)2025年第05期:CVNN-TMN:基于Mixup增强的少样本特定辐射源识别方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:胡治隆;谭伟杰;牛坤;

单位:贵州大学计算机科学与技术学院/公共大数据国家重点实验室;先进密码技术与系统安全四川省重点实验室;密码应用技术创新与测试验证工业和信息化部重点实验室;

摘要:特定辐射源识别(Specific emitter identification,SEI)通过分析设备信号硬件特征保障物联网数据安全。现有的深度学习方法在进行特定辐射源识别时,样本数量受限,过于依赖大量已标记样本,无法做到高区分度表征,存在识别性能差的问题。针对这些问题,提出了基于样本插值(Mixup)增强的少样本SEI方法。首先采用Mixup的增强方式来扩展无线电信号样本的数量解决标注样本不足的问题;其次,基于孪生神经网络与复数神经网络(Complex-valued neural networks,CVNN)构建变体三元组网络(Triplet margin network based on CVNN,CVNN-TMN)提高模型的泛化能力和区分度,实现了少样本场景下特定辐射源的精准识别。实验结果表明,与现有多种先进SEI方法对比,在训练集和测试集样本划分比例不同情况下,提出的CVNN-TMN识别精度整体有5%~30%的提升,表明所构建的CVNN-TMN模型在区分度上的优异表现。

关键词:特定辐射源识别;;少样本学习;;Mixup;;复数神经网络;;三元组损失

基金资助:国家自然科学基金项目(62361010,62462012);; 贵州省科技重大专项项目(黔科合重大专项字[2024]014);; 贵州省科技计划项目(黔科合支撑[2023]一般371);; 贵大人基合字(2022)21;; 2024年先进密码技术与系统安全四川省重点实验室开放课题(SKLACSS-202414);; 密码应用技术创新与测试验证工业和信息化部重点实验室2024年创新基金(MMCXKT-2024-08);; 贵州省算力网络安全防护科技创新人才团队(黔科合人才CXTD[2025]029