پدافند غیرعامل

پدافند غیرعامل

تشخیص و دسته‌بندی هوشمند اخلال‌گرها در سیگنال‌های ماهواره‌ای DVB-S2

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد مخابرات سیستم، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر ، تهران، ایران
2 استاد، گروه مخابرات سیستم، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر ، تهران، ایران
3 استادیار، گروه مخابرات سیستم، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر ، تهران، ایران
چکیده .
با توجه به رشد روزافزون مخابرات ماهواره‌ای در حوزه‌های مختلف به‌ویژه کاربردهای نظامی و اهمیت بالای امنیت ارتباطات، استفاده از روش‌های مبتنی بر هوش مصنوعی برای جلوگیری از شنود سیگنال‌های مخابراتی و مقابله با تداخل اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است. این مقاله یک روش مبتنی بر شبکه عصبی پرسپترون چندلایه (MLP) را برای تشخیص و شناسایی تداخل در استاندارد مخابرات ماهواره‌ای DVB-S2 پیشنهاد می‌دهد. مجموعه داده‌های استفاده شده در این تحقیق شامل: سیگنال‌های مدوله‌شده (QPSK و APSK با مراتب 8، 16 و 32) و انواع تداخل‌های رادیویی نظیر تداخل چرپ (CI)، تداخل موج پیوسته (CWI) و تداخل موج پیوسته چندگانه (MCWI) می‌باشند. در روش پیشنهادی، ابتدا تعداد زیادی ویژگی‌های آماری و طیفی سیگنال‌ها استخراج می‌شوند. سپس، ده ویژگی برتر با استفاده از معیارهای فاصله ماهالانوبیس، فاصله اقلیدوسی، کای-دو و نسبت واریانس به میانگین (VdM) برای بهینه‌سازی عملکرد مدل انتخاب می‌گردند. نتایج عددی نشان‌دهنده بهبود دقت معیار VdM در شناسایی تداخل‌ها، به‌ویژه در شرایطی با نسبت توان سیگنال به نویز (SNR) پایین می‌باشد. این روش در نسبت SNR=0 dB، بهبود دقتی تا 6 درصد نسبت به روش‌های پیشین فراهم می‌کند و در SNR=9 dB، دقت روش پیشنهادی به 74/99% می‌رسد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Intelligent Recognition and Classification of Interferers in DVB-S2 Satellite Signals

نویسندگان English

Mohyeddin Karamali 1
Hossein Khaleghi 2
Hossein Bahramgiri 3
1 M.Sc. Student, Malek-Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
2 Professor, Malek-Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Malek-Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
چکیده . English

With the rapid growth of satellite communications in various fields, particularly in military applications, and the high importance of communication security, the use of artificial intelligence-based methods to prevent the interception of communication signals and mitigate interference has become increasingly important. This paper proposes a multilayer perceptron (MLP) neural network-based method for the detection and identification of interference in the DVB-S2 satellite communication standard. The dataset used in this study includes modulated signals (QPSK and APSK with orders 8, 16, and 32) and various types of radio-frequency interference, including chirp interference (CI), continuous-wave interference (CWI), and multiple continuous-wave interference (MCWI). In the proposed method, a large number of statistical and spectral features are initially extracted from the signals. Then, the ten best features are selected using the Mahalanobis distance, Euclidean distance, chi-square, and variance-to-mean ratio (VdM) criteria to optimize the model performance. Numerical results demonstrate the improved accuracy of the VdM criterion in identifying interference, particularly under low signal-to-noise ratio (SNR) conditions. At SNR = 0 dB, the proposed method provides an accuracy improvement of up to 6% compared with previous methods, while at SNR = 9 dB, the accuracy of the proposed method reaches 99.74%.

کلیدواژه‌ها English

Satellite Communications, DVB-S2 Standard, Pattern Recognition, Radio Frequency Interference (RFI), Statistical and Spectral Features
Machine Learning
دوره 17، شماره 2 - شماره پیاپی 66
شماره پیا پی 66 تابستان 1405
تابستان 1405
صفحه 59-74

  • تاریخ دریافت 03 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 17 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 22 تیر 1405
  • تاریخ انتشار 30 مرداد 1405