BC/NW 2007, №1, (10) :9.3

Зависимость эффективности нейросетевого детектирования фазоманипулированных сигналов от размера сети

П. Е. Овчинников, О. А. Морозов

(ННГУ, Нижний Новгород)

В настоящее время нейросетевые технологии находят все более широкое применение в различных системах обработки данных, в том числе нейронные сети используются при обработке радиосигналов [1].

В современных системах передачи цифровой информации по радиоканалам широкое распространение нашли различные виды угловой (фазовой и частотной) модуляции и манипуляции. При детектировании подобных сигналов встает задача построения решающего устройства, ставящего в соответствие сегменту колебания значение информационного символа, устойчивого к шумовым факторам и искажению частотной характеристики канала передачи. Процедура детектирования при ухудшении качества сигнала и возможном изменении параметров сигнала становится все более трудно формализуемой, особенно в случае использования многопозиционной фазовой манипуляции. Традиционные схемы реализации ФМ демодуляторов, входящие в состав устройств детектирования, обычно связаны с достаточно сложной аппаратной базой, так как содержат многочисленные петлевые схемы автоподстройки [2]. Кроме того при изменении параметров сигнала, в частности несущей частоты, стандартные алгоритмы детектирования ведут себя неустойчиво. Способность искусственной нейронной сети (ИНС) принимать решение при ограниченной обучающей выборке (свойство обобщения), может позволить построить алгоритм детектирования, инвариантный к малым изменениям параметров сигнала и устойчивый к шуму.

В данной работе рассматривается метод нейросетевого детектирования фазоманипулированного сигнала на основе анализа комплексной огибающей, состоящей из синфазной (I) и квадратурной (Q) компонент. Для выделения комплексной огибающей применяется метод квадратурной демодуляции, который в современных системах связи реализуют цифровые приемники путем переноса спектра на нулевую частоту и последующей низкочастотной цифровой фильтрацией. Анализ комплексной огибающей сигнала позволяет уменьшить объем обрабатываемых данных за счет снижения частоты дискретизации.

При использовании нейронной сети в системе детектирования, как и в большинстве практических задач, возникает проблема определения требуемого размера нейронной сети. В данной работе исследуется зависимость эффективности детектирования от размера сети (числа узлов). Компьютерные эксперименты показали, что для рассматриваемой задачи существует оптимальный размер сети, обеспечивающий одновременно удовлетворительное качество и высокую скорость детектирования.

Литература

1. Нейрокомпьютеры в системах обработки сигналов / Под ред. Ю.В. Гуляева и А.И. Галушкина. М: Радиотехника, 2003.

2. А.Ф. Апорович, В.А. Чердынцев. Радиотехнические системы передачи информации. Минск: Вышейшая школа, 1985.