基于信噪比分段的通信信号调制识别模型脆弱性分析方法

本发明涉及调制识别，更具体地说，本发明涉及基于信噪比分段的通信信号调制识别模型脆弱性分析方法。

背景技术：

1、在通信信号调制识别技术中，通常基于i/q采样数据构建深度学习或特征归因分析模型，以实现对不同调制类型的自动识别与解释性分析。在实际应用过程中，i/q样本往往同时包含有效信号区间与非稳定采样区间，例如截获窗口边界附近的瞬态波动区域，以及受信号捕获过程影响产生的冗余采样片段，使得整体样本在时间维度上呈现显著的非均匀性。

2、现有技术存在以下不足：

3、目前，现有技术在基于i/q采样数据的调制识别过程中，通常对包含瞬态边界与稳态区间的样本采用统一归因计算与整体统计方式进行处理，无法反映样本内部瞬态扰动区间与稳态有效区间之间的结构差异及其对归因结果的阶段性影响，导致归因结果在时间维度上分布失真、可信性评估缺乏分层依据，因此，提出基于信噪比分段的通信信号调制识别模型脆弱性分析方法。

4、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供基于信噪比分段的通信信号调制识别模型脆弱性分析方法，通过运用对i/q样本滑窗积分梯度归因局部能量包络提取与瞬态嫌疑区间构建、瞬时幅度包络稳定度分析、基于斜率与波动方差的几何融合评估、区间边界反馈修正及归因量化指标按位置加权校准的协同处理方法以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，基于信噪比分段的通信信号调制识别模型脆弱性分析方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：读取i/q样本有效采样点数，沿样本采样方向滑窗统计积分梯度归因序列局部能量包络，综合有效采样点数与积分梯度归因序列局部能量包络生成瞬态嫌疑区间；

4、步骤s2：在瞬态嫌疑区间内采集i/q信号瞬时幅度包络，基于瞬时幅度包络分析信号建立稳定度，根据信号建立稳定度对瞬态嫌疑区间边界进行反馈修正后生成瞬态确认区间，依据瞬态确认区间在积分梯度归因序列上的位置分布计算稳态区间可信度权重；

5、步骤s3：调取归因量化指标原始值，根据稳态区间可信度权重对归因量化指标原始值执行按位置降权计算，生成校准后归因量化指标，利用校准后归因量化指标驱动后续诊断接入；

6、步骤s4：综合校准后归因量化指标与瞬态确认区间评估样本归因可信等级，根据样本归因可信等级判断是否将当前样本纳入脆弱性诊断。

7、在一个优选的实施方式中，在步骤s1中，i/q样本有效采样点数为当前样本在去除截获窗口之外的零填充、保护间隔后实际包含有效信号信息的采样点总数量，由i/q信号测试数据集对应样本的元数据字段中读取得到；

8、在每个采样点位置处，截取以该采样点为中心、长度为滑窗长度的归因子序列，将该归因子序列内逐点积分梯度归因贡献度的平方求和，作为该采样点位置处的积分梯度归因序列局部能量包络取值；

9、在获得积分梯度归因序列局部能量包络后，综合i/q样本有效采样点数与积分梯度归因序列局部能量包络生成瞬态嫌疑区间。

10、在一个优选的实施方式中，在步骤s1中，将积分梯度归因序列局部能量包络在样本全部采样点上的均值作为全样本归因能量基线，将积分梯度归因序列局部能量包络中的局部能量取值与全样本归因能量基线进行比较：

11、当某采样点位置处的积分梯度归因序列局部能量包络取值超过全样本归因能量基线且该采样点位置相对截获起始位置的偏移比例落入预设瞬态嫌疑偏移区间时，将该采样点位置标记为瞬态嫌疑采样点；

12、当某采样点位置处的积分梯度归因序列局部能量包络取值未超过全样本归因能量基线、或该采样点位置相对截获起始位置的偏移比例落在预设瞬态嫌疑偏移区间之外时，不将该采样点位置标记为瞬态嫌疑采样点；

13、将连续多个瞬态嫌疑采样点合并形成的连续采样区段作为瞬态嫌疑区间。

14、在一个优选的实施方式中，在步骤s2中，在瞬态嫌疑区间所覆盖的连续采样区段内，由i/q信号样本的i路采样点数值与q路采样点数值在每一采样点处分别求平方后相加并开方，作为该采样点处的i/q信号瞬时幅度包络取值；

15、在瞬态嫌疑区间内，对i/q信号瞬时幅度包络逐采样点计算相邻两采样点之间的差值绝对值并除以一个采样间隔，得到i/q信号瞬时幅度包络在该采样点处的逐点斜率；同时，以预设稳定度统计窗为统计单元，对该统计窗内的i/q信号瞬时幅度包络计算波动方差；

16、利用几何平均法融合i/q信号瞬时幅度包络逐点斜率标准化结果与波动方差标准化结果计算信号建立稳定度。

17、在一个优选的实施方式中，在步骤s2中，基于信号建立稳定度对瞬态嫌疑区间的边界进行反馈修正：

18、当信号建立稳定度沿采样方向尚未跨越预设稳定门限时，判定瞬态嫌疑区间内仍存在未识别的瞬态采样点，将瞬态嫌疑区间向后端扩展一个稳定度统计窗的长度后重新执行信号建立稳定度的计算；

19、当信号建立稳定度沿采样方向首次跨越预设稳定门限时，判定瞬态响应已收敛，将信号建立稳定度首次跨越预设稳定门限的采样点位置作为瞬态嫌疑区间的修正终止位置，得到瞬态确认区间；

20、对瞬态确认区间内的采样点位置赋予最低的可信度基础权重；对位于瞬态确认区间之外的稳态采样点位置，按其与瞬态确认区间终止位置之间的采样点距离与i/q样本有效采样点数的比值，进行单调递增的权重赋值，计算稳态区间可信度权重。

21、在一个优选的实施方式中，在步骤s3中，归因量化指标原始值为当前样本基于完整积分梯度归因序列计算得到的幅度相关系数、相位相关系数与归因能量分散度三项指标的集合；

22、校准后归因量化指标是指将归因量化指标原始值在采样点维度按稳态区间可信度权重进行加权重算后所得到的指标集合。

23、在一个优选的实施方式中，在步骤s3中，按位置降权计算的具体公式为：

24、；

25、其中，为采样点序号，为采样点处的稳态区间可信度权重，为采样点处对应于幅度相关系数、相位相关系数或归因能量分散度三项指标之一的逐采样点贡献项，为对应指标在按位置降权后的校准结果，即校准后归因量化指标中对应于该指标的取值；

26、将校准后归因量化指标作为代替归因量化指标原始值接入下游脆弱性诊断流程的输入。

27、在一个优选的实施方式中，在步骤s4中，样本归因可信等级为当前样本的归因量化指标整体可被下游分段归因对比与脆弱性根源定位流程所采信的程度；

28、由瞬态确认区间所覆盖的采样点数除以i/q样本有效采样点数，得到瞬态确认区间占比；同时，对校准后归因量化指标中幅度相关系数、相位相关系数与归因能量分散度三项指标分别按各自指标的取值范围进行区间标准化处理，得到幅度相关系数标准化结果、相位相关系数标准化结果与归因能量分散度标准化结果；

29、根据瞬态确认区间占比、幅度相关系数标准化结果、相位相关系数标准化结果以及归因能量分散度标准化结果，利用几何平均法计算样本归因可信等级。

30、在一个优选的实施方式中，在步骤s4中，将样本归因可信等级与预设可信达标边界进行比较：

31、当样本归因可信等级大于或等于预设可信达标边界时，判定当前样本归因量化指标整体可被下游流程采信，将当前样本及其校准后归因量化指标一并纳入脆弱性诊断池；

32、当样本归因可信等级小于预设可信达标边界、且当前样本尚未触发预设滑窗长度调整次数上限时，判定当前样本归因量化指标受瞬态污染或归因能量无序程度过高、不可被下游流程直接采信，触发回退机制：将预设滑窗长度按预设步进比例缩小后回流至步骤s1。

33、在一个优选的实施方式中，当样本归因可信等级小于预设可信达标边界、且当前样本已触发预设滑窗长度调整次数上限时，判定当前样本归因量化指标已无法通过滑窗调整恢复，将当前样本作为不可信样本予以剔除并不纳入脆弱性诊断池。

34、本发明的技术效果和优点：

35、本发明通过读取i/q样本有效采样点数，滑窗统计积分梯度归因序列局部能量包络并生成瞬态嫌疑区间，在嫌疑区间内采集i/q瞬时幅度包络并以斜率与波动方差几何融合构建稳定度，通过稳定度反馈修正区间边界形成瞬态确认区间并计算稳态区间可信度权重，利用稳态区间可信度权重对归因量化指标原始值进行位置降权校准，生成校准后归因量化指标，综合校准后归因量化指标与瞬态确认区间评估样本归因可信等级，并依据样本归因可信等级判断是否纳入脆弱性诊断池，实现模型脆弱性分析稳定性与根源识别准确性提升，降低瞬态噪声干扰，提升输入数据可靠性和一致性。