Deep learning methods achieve great success in many areas due to their powerful feature extraction capabilities and end-to-end training mechanism, and recently they are also introduced for radio signal modulation classification. In this paper, we propose a novel deep learning framework called SigNet, where a signal-to-matrix (S2M) operator is adopted to convert the original signal into a square matrix first and is co-trained with a follow-up CNN architecture for classification. This model is further accelerated by integrating 1D convolution operators, leading to the upgraded model SigNet2.0. The simulations on two signal datasets show that both SigNet and SigNet2.0 outperform a number of well-known baselines. More interestingly, our proposed models behave extremely well in small-sample learning when only a small training dataset is provided. They can achieve a relatively high accuracy even when 1\% training data are kept, while other baseline models may lose their effectiveness much more quickly as the datasets get smaller. Such result suggests that SigNet/SigNet2.0 could be extremely useful in the situations where labeled signal data are difficult to obtain. The visualization of the output features of our models demonstrates that our model can well divide different modulation types of signals in the feature hyper-space.


翻译:深层次的学习方法在许多领域都取得了巨大成功, 因为它们具有强大的地物提取能力和端到端培训机制, 最近它们也被引入了无线电信号调控分类。 在本文中, 我们提出一个新的深层次的学习框架, 名为 SigNet, 使用一个信号到矩阵(S2M) 操作器, 将原始信号首先转换成平方矩阵, 并同时通过一个后续CNN的分类架构来进行训练。 这一模型通过整合 1D 电流操作器而进一步加快速度, 导致模型SigNet2. 0 升级。 两个信号数据集的模拟显示, SigNet 和 SigNet2. 0 都超越了许多众所周知的基线。 更有趣的是, 我们提议的模型在小型的学习中表现极好, 只有提供小的培训数据集。 它们可以达到相对较高的精确度, 即使保留了 1 ⁇ 培训数据, 而其他基线模型可能随着数据集的缩小而丧失效力更快。 这样的结果表明, SigNet/SigNet2.0 在模型的模型模型模型模型模型中很难获得甚差的输出特性。

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