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Explainable Deep Kernel Learning for Interpretable Automatic Modulation Classification
DOI:10.3390/computers14090372.png)
摘要
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现代无线通信系统日益依赖自动调制分类(AMC)以提高可靠性和适应性,尤其是在信号严重退化的情况下。然而,尽管受深度学习驱动取得了显著进展,许多AMC模型仍面临计算开销大、低信噪比条件下性能欠佳以及可解释性有限等问题,这些因素阻碍了它们在实时、资源受限环境中的部署。为解决这些挑战,我们提出了卷积随机傅里叶特征与去噪阈值网络(CRFFDT-Net),这是一种紧凑且可解释的深度核架构,集成了卷积随机傅里叶特征(CRFFSinCos)、基于自动阈值的去噪模块以及由CNN和GRU层组成的混合时域特征提取器。我们的方法在RadioML 2016.10A基准数据集上得到验证,该数据集涵盖11种调制类型,覆盖广泛的信噪比(SNR)范围。实验结果表明,CRFFDT-Net在分类准确率方面与当前最优模型统计相当,同时所需参数显著更少,推理延迟更低,这体现了卓越的准确率-复杂度权衡。此外,使用GradCAM++的可解释性分析突显了卷积随机傅里叶特征在表示学习过程中的关键作用,为模型的决策过程提供了有价值的见解。这些结果强调了CRFFDT-Net作为轻量级且可解释的解决方案,在现实世界低功耗通信系统中的AMC应用前景。
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引用论文
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