基于CNN卷积神经网络的MPSK调制识别matlab仿真

1.算法运行效果图预览

(完整程序运行后无水印)

 

2.算法运行软件版本

matlab2022a

 

3.部分核心程序

（完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频）

 

 

%定义卷积神经网络的基础结构
layers = [
    imageInputLayer([656 875 3]);%注意，656,875为能量图的大小，不能改
.............................................................
 
    %全连接层
    fullyConnectedLayer(3);
    %softmax
    softmaxLayer;
    %输出分类结果
    classificationLayer;];
 
%设置训练参数
options = trainingOptions('sgdm', ...
    'InitialLearnRate', 0.00002, ...
    'MaxEpochs', 100, ...
    'Shuffle', 'every-epoch', ...
    'ValidationData', imdsValidation, ...
    'ValidationFrequency', 10, ...
    'Verbose', false, ...
    'Plots', 'training-progress');
..........................................................
figure;
plot(IT(1:5:end),LOSS(1:5:end),'-bs',...
    'LineWidth',1,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
xlabel('epoch');
ylabel('LOSS');
 
 
figure;
plot(IT(1:5:end),Accuracy(1:5:end),'-bs',...
    'LineWidth',1,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
xlabel('epoch');
ylabel('Accuracy');
 
save CNN.mat
155

　　

 

 

4.算法理论概述

       基于卷积神经网络（CNN）的MPSK（M-ary Phase Shift Keying）调制识别技术，是一种利用深度学习模型来自动学习和区分不同MPSK调制信号特征的方法。在本讨论中，我们将聚焦于识别三种基本的MPSK调制类型：二进制相移键控（BPSK）、四进制相移键控（QPSK）和八进制相移键控（8PSK）。

 

       CNN是一种特殊类型的神经网络，其设计灵感来源于生物视觉系统，特别擅长处理具有空间结构的数据，如图像和一维信号。其核心组成包括卷积层、池化层、全连接层和输出层。

 

 

 

        MPSK调制信号的识别依赖于其独特的相位特征。每种调制类型定义了一组离散的相位角，如BPSK（0°和180°），QPSK（45°, 135°, 225°, 315°），8PSK（依次间隔45°的八个相位点）。CNN的任务是学习这些相位差，进而识别调制类型。

 

训练阶段：使用已知调制类型的标记信号作为训练数据，通过反向传播算法调整网络权重，以最小化预测错误（如交叉熵损失函数）。

 

识别阶段：对于未知信号，通过训练好的CNN模型进行前向传播，输出各调制类型的概率分布，选择最高概率对应的调制类型作为识别结果。