I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E )   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9 ,   p p .   3 2 3 ~ 3 3 1   I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   D O I :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 9 i 1 . p p 3 2 3 - 3 3 1         3 2 3       J o u r n a l   h o m e p a g e :   h t t p : / / i a e s c o r e . c o m / j o u r n a l s / i n d e x . p h p / I J E C E   E n h a n c e d   s i g n a l   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m   u s i n g   t r a i n e d   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   c o g n i t i v e   r a d i o   r e c e i v e r       S h e e t a l   D .   B o r d e 1 ,   K a l y a n i   R .   J o s h i 2   1 D e p a r t m e n t   E l e c t r o n i c s   a n d   T e l e c o m m u n i c a t i o n s   E n g i n e e r i n g ,   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   I n d i a   2 D e p a r t m e n t   E l e c t r o n i c s   a n d   T e l e c o m m u n i c a t i o n s   E n g i n e e r i n g ,   P E S s   M o d e r n   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   I n d i a       A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T     A r t i c l e   h i s t o r y :   R e c e i v e d   A p r   1 5 ,   2 0 1 8   R e v i s e d   A u g   1 ,   2 0 1 8   A c c e p t e d   A u g   2 9 ,   2 0 1 8       O v e r   t h e   p a s t   f e w   y e a r s ,   C o g n i t i v e   R a d i o   h a s   b e c o m e   a n   i m p o r t a n t   r e s e a r c h   a r e a   i n   t h e   f i e l d   o f   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n s .   I t   c a n   p l a y   a n   i m p o r t a n t   r o l e   i n   d y n a m i c   s p e c t r u m   m a n a g e m e n t   a n d   i n t e r f e r e n c e   i d e n t i f i c a t i o n .   T h e r e   a r e   m a n y   s p e c t r u m   s e n s i n g   t e c h n i q u e s   p r o p o s e d   i n   l i t e r a t u r e   f o r   c o g n i t i v e   r a d i o ,   b u t   a l l   t h o s e   t e c h n i q u e s   d e t e c t   o n l y   p r e s e n c e   o r   a b s e n c e   o f   t h e   p r i m a r y   u s e r   i n   t h e   d e s i g n a t e d   b a n d   a n d   d o   n o t   g i v e   a n y   i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   u s e d   m o d u l a t i o n   s c h e m e .   I n   c e r t a i n   a p p l i c a t i o n s ,   i n   c o g n i t i v e   r a d i o   r e c e i v e r ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   i d e n t i f y   t h e   m o d u l a t i o n   t y p e   o f   t h e   s i g n a l   s o   t h a t   t h e   r e c e i v e r   p a r a m e t e r s   c a n   b e   a d j u s t e d   a c c o r d i n g l y .   M o s t   o f   t h e   m o d u l a t e d   s i g n a l s   e x h i b i t   t h e   p r o p e r t y   o f   C y c l o s t a t i o n a r i t y   t h a t   c a n   b e   u s e d   f o r   t h e   p u r p o s e   o f   c o r r e c t   d e t e c t i o n   o f   p r i m a r y   u s e r   a n d   t h e   m o d u l a t i o n   t y p e .   I n   t h i s   p a p e r ,   w e   h a v e   p r o p o s e d   a n   e n h a n c e d   s i g n a l   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m   f o r   c o g n i t i v e   r a d i o   r e c e i v e r   w h i c h   m a k e s   u s e   o f   c y c l o s t a t i o n a r i t y   p r o p e r t y   o f   t h e   m o d u l a t e d   s i g n a l   t o   e x a c t l y   d e t e c t ,   t h e   m o d u l a t i o n   t y p e   o f   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l   u s i n g   a   t r a i n e d   n e u r a l   n e t w o r k .   T h e   a l g o r i t h m   g i v e s   b e t t e r   a c c u r a c y   o f   s i g n a l   d e t e c t i o n   e v e n   i n   l o w   S N R   c o n d i t i o n s .   T h e   u s e   o f   a   t r a i n e d   n e u r a l   n e t w o r k   m a k e s   i t   m o r e   f l e x i b l e   a n d   e x t e n d i b l e   f o r   f u t u r e   a p p l i c a t i o n s   K e y w o r d s :   A r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   C o g n i t i v e   r a d i o   C y c l o s t a t i o n a r i t y   E n h a n c e d   s i g n a l   d e t e c t i o n   S p e c t r u m   s e n s i n g     C o p y r i g h t   ©   2 0 1 9   I n s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e .     A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   S h e e t a l   D .   B o r d e ,     D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   C o m m u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,     C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   P u n e - 5 ,   P u n e   U n i v e r s i t y ,   P u n e ,   M a h a r a s h t r a -   4 1 1 0 0 5 ,   I n d i a .     E m a i l :   s d b p u n e @ g m a i l . c o m         1 .   I N T R O D U C T I O N     T h e   e x i s t i n g   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m s   a n d   n e t w o r k s   a r e   o p e r a t i n g   b a s e d   o n   f i x e d   s p e c t r u m   a s s i g n m e n t   p o l i c y   l a i d   d o w n   b y   r e g u l a t o r y   a u t h o r i t i e s .   T h e   e x c l u s i v e   r a d i o   f r e q u e n c y   s p e c t r u m   a s s i g n m e n t ,   w h i c h   i s   l i c e n s e d   b y   g o v e r n m e n t   r e g u l a t o r y   b o d i e s ,   i s   a n   e f f i c i e n t   w a y   f o r   i n t e r f e r e n c e   m i t i g a t i o n .   H o w e v e r ,   t h e   f i x e d   s p e c t r u m   a s s i g n m e n t   p o l i c i e s   l e a d   t o   i n e f f i c i e n t   u s e   o f   s p e c t r u m   s i n c e   m o s t   o f   t h e   c h a n n e l s   a c t i v e l y   t r a n s m i t   t h e   i n f o r m a t i o n   o n l y   f o r   s h o r t   d u r a t i o n   w h i l e   t h e   c e r t a i n   p o r t i o n   o f   t h e   s p e c t r u m   r e m a i n s   i d l e   f o r   m o s t   o f   t h e   t i m e   w h e n   t h e   l i c e n s e d   p r i m a r y   u s e r s   a r e   n o t   t r a n s m i t t i n g   a n y   d a t a   [ 1 ] .   T h i s   i n d i c a t e s   t h a t   t h e   i n e f f i c i e n t   r a d i o   s p e c t r u m   u s a g e   h a s   b e e n   a   s e r i o u s   b o t t l e n e c k   f o r   d e p l o y m e n t   o f   u p c o m i n g   w i r e l e s s   s y s t e m s .   F r o m   t h i s   d i s c u s s i o n   i t   c a n   b e   n o t e d   t h a t   t h e   s c a r c i t y   o f   R F   s p e c t r u m   i s   n o t   a   r e s u l t   o f   l a c k   o f   s p e c t r u m   b u t   a   r e s u l t   o f   s t a t i c   s p e c t r u m   a l l o c a t i o n s   a n d   t h e r e b y   i n e f f i c i e n t   u s a g e   o f   t h e   a v a i l a b l e   s p e c t r u m .   I n   o r d e r   t o   o v e r c o m e   t h e   s p e c t r u m   s c a r c i t y   p r o b l e m ,   r e c e n t l y   C o g n i t i v e   R a d i o   ( C R )   s y s t e m   h a s   b e e n   p r o p o s e d   t o   f a c i l i t a t e   t h e   s p e c t r u m   s h a r i n g   s o   t h a t   t h e   u p c o m i n g   w i r e l e s s   r a d i o   s y s t e m s   c a n   b e   a c c o m m o d a t e d   w i t h o u t   a s s i g n i n g   a   n e w   s p e c t r u m   b a n d .   T h e   p o p u l a r i t y   o f   S o f t w a r e   D e f i n e d   R a d i o   a n d   C o g n i t i v e   R a d i o   t e c h n o l o g i e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :   3 2 3   -   3 3 1   3 2 4 i s   i n c r e a s i n g   o v e r   p a s t   f e w   y e a r s .   T h e   t r e m e n d o u s   g r o w t h   i n   t h e   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n s   h a s   l e d   t o   a   h u g e   d e m a n d   o n   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   n e w   w i r e l e s s   s e r v i c e s   i n   b o t h   l i c e n s e d   a n d   u n l i c e n s e d   f r e q u e n c y   s p e c t r u m .   R e c e n t   s t u d i e s   s h o w   t h a t   t h e   f i x e d   s p e c t r u m   a s s i g n m e n t   p o l i c y   r e s u l t s   i n   p o o r   s p e c t r u m   u t i l i z a t i o n   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   C o g n i t i v e   R a d i o   ( C R )   i s   a   p r o m i s i n g   t e c h n o l o g y   t o   e n a b l e   a c c e s s   t o   u n o c c u p i e d   s p e c t r u m   b a n d s ,   c a l l e d   w h i t e   s p a c e s   o r   s p e c t r u m   h o l e s ,   t h e r e b y   a c h i e v i n g   e f f i c i e n t   s p e c t r u m   u t i l i z a t i o n .     T h e r e   a r e   m a n y   s p e c t r u m   s e n s i n g   a l g o r i t h m s   p r o p o s e d   f o r   s p e c t r u m   s e n s i n g   i n   c o g n i t i v e   r a d i o .   I n   [ 2 ]   a n d   [ 3 ] ,   v a r i o u s   s p e c t r u m   s e n s i n g   t e c h n i q u e s   a r e   d i s c u s s e d .   T h e   b a s i c   t h r e e   s p e c t r u m   s e n s i n g   m e t h o d s   t h a t   a r e   u s u a l l y   u s e d   a r e   M a t c h   f i l t e r   d e t e c t i o n   ( M F D ) ,   E n e r g y   D e t e c t i o n   ( E D )   a n d   C y c l o s t a t i o n a r y   F e a t u r e   D e t e c t i o n   ( C F D ) .   B u t   m o s t   o f   t h e s e   m e t h o d s   m a i n l y   h e l p   t o   d e t e c t   t h e   p r e s e n c e   o r   a b s e n c e   o f   P r i m a r y   U s e r   ( P U )   b y   d e t e c t i n g   t h e   e n e r g y   o f   t h e   s e n s e d   s i g n a l   o r   b y   d e t e c t i n g   c y c l i c   f e a t u r e .   T h e y   d o   n o t   g i v e   a n y   i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   m o d u l a t i o n   s c h e m e   u s e d .   S o m e t i m e s   f o r   a   c o g n i t i v e   r a d i o   r e c e i v e r   i t   i s   n o t   o n l y   s u f f i c i e n t   t o   j u s t   d e t e c t   t h e   p r e s e n c e   o f   t h e   s i g n a l   b u t   a l s o   t o   d e t e c t   i t s   m o d u l a t i o n   t y p e   a n d   t h e n   d e m o d u l a t e   t h a t   s i g n a l   t o   g e t   b a c k   t h e   o r i g i n a l   i n f o r m a t i o n   s i g n a l .   I n   C R   r e c e i v e r ,   i d e n t i f i c a t i o n   o f   c o r r e c t   m o d u l a t i o n   s c h e m e   o f   P r i m a r y   U s e r   ( P U )   i s   o f t e n   a   c r i t i c a l   i s s u e   w h e n   t h e r e   i s   n o   p r i o r   k n o w l e d g e   a b o u t   s i g n a l   p o w e r ,   c a r r i e r   f r e q u e n c y   e t c .   [ 4 ] .   T h i s   w o r k   p r e s e n t s   a n   e n h a n c e d   s p e c t r u m   s e n s i n g   a l g o r i t h m   t o   a d d r e s   t h e   a b o v e   d i s c u s s e d   p r o b l e m .   T h e   m a i n   p u r p o s e   o f   t h e   p r o p o s e d   E n h a n c e d   S i g n a l   D e t e c t i o n   ( E S D )   a l g o r i t h m   f o r   a   c o g n i t i v e   r a d i o   r e c e i v e r   i s   n o t   o n l y   t o   i d e n t i f y   t h e   e x i s t e n c e   o f   a   s i g n a l   i n   a   g i v e n   f r e q u e n c y   b a n d ,   a t   a   g i v e n   l o c a t i o n ,   a t   a   g i v e n   t i m e   b u t   a l s o   t o   c o r r e c t l y   i d e n t i f y   t h e   m o d u l a t i o n   s c h e m e   u s e d   t o   m o d u l a t e   t h a t   s i g n a l .   A s   w e   k n o w ,   m o d u l a t i o n   i s   t h e   p r o c e s s   o f   v a r y i n g   a   p e r i o d i c   w a v e f o r m   i n   o r d e r   t o   u s e   t h a t   s i g n a l   t o   c o n v e y   a   m e s s a g e ,   t h e   a l g o r i t h m   m a k e s   u s e   o f   t h i s   p e r i o d i c   s i g n a l   t o   c o n f i r m   t h e   p r e s e n s c e   p r i m a r y   u s e r   s i g n a l .   T h i s   i s   b e c a u s e ,   n o i s e   s i g n a l   d o   n o t   c o n t a i n s   a n y   k i n d   o f   p e r i o d i c i t y ,   a n d   i t   i s   t o t a l l y   r a n d o m   i n   n a t u r e .   S o ,   d e t e c t i o n   o f   p e r i o d i c i t y   o r   c y c l o s t a t i o n a r y   f e a t u r e   a l m o s t   c o n f i r m s   t h e   p r e s e n c e   o f   a   m o d u l a t e d   c a r r i e r   w h i c h   m i g h t   b e   c a r r y i n g   s o m e   i n f o r m a t i o n   s i g n a l   o f   t h e   p r i m a r y   u s e r .   A f t e r   d e t e c t i o n   o f   p e r i o d i c i t y ,   t h e   a l g o r i t h m s   f u r t h e r   f a c i l i t a t e s   f o r   t h e   d e t e c t i o n   o f   t h e   m o d u l a t i o n   s c h e m e   o f   t h e   d e t e c t e d   s i g n a l .   T h u s ,   t h e   p r o p o s e d   E S D   a l g o r i t h m   u s i n g   T r a i n e d   N u e r a l   N e t w o r k   ( T N N )   p r o v i d e s   a n   i n t e r m e d i a t e   s t e p   b e t w e e n   s i g n a l   d e t e c t i o n   a n d   d e m o d u l a t i o n .   I t   p l a y s   a n   i m p o r t a n t   r o l e   i n   d y n a m i c   s p e c t r u m   m a n a g e m e n t   a n d   i n t e r f e r e n c e   i d e n t i f i c a t i o n   f o r   c i v i l i a n ,   c o m m e r c i a l   a n d   m i l i t a r y   a p p l i c a t i o n s .         2 .   L I T E R A T U R E   R E V I E W   A   l a r g e   n u m b e r   o f   a u t o m a t i c   m o d u l a t i o n   c l a s s i f i c a t i o n   m e t h o d s   h a v e   b e e n   d e v e l o p e d   a s   p e r   t h e   r e s e a r c h   o f   a t   l e a s t   t w o   d e c a d e s .   S o m e   m o d u l a t i o n   c l a s s i f i c a t i o n   a l g o r i t h m s   a r e   b a s e d   o n   t h e   u s e   o f   s i g n a l   c y c l o s t a t i o n a r i t y   t h a t   f a l l s   u n d e r   t h e   c a t e g o r y   o f   f e a t u r e   b a s e d   m e t h o d s .   I n   [ 1 ] ,   t h e   a u t h o r   h a s   i n t r o d u c e d   a   s p e c t r a l   c o r r e l a t i o n   t h e o r y   f o r   c y c l o s t a t i o n a r y   t i m e   s e r i e s . S e c o n d   o r d e r   p e r i o d i c i t y   o f   t h e   s i g n a l   i s   e x p l o i t e d   u s i n g   c y c l o s t a t i o n a r y   p r o p e r t i e s .   A   b r i e f   s u r v e y   o f   t h e   l i t e r a t u r e   o n   c y c l o s t a t i o n a r i t y   a n d   t h e   a p p l i c a t i o n s   o f   c y c l o s t a t i o n a r i t y   i n   c o m m u n i c a t i o n ,   s i g n a l   p r o c e s s i n g   a n d   m a n y   o t h e r   r e s e a r c h   a r e a s   a r e   d e s c r i b e d   i n   [ 4 ] .   T h e   a u t h o r s   i n   [ 5 ]   h a v e   u s e d   t h e   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   F u n c t i o n   ( S C F )   a n d   C y c l i c   D o m a i n   P r o f i l e   ( C D P )   f o r   s i g n a l   d e t e c t i o n   a n d   h i d d e n   M a r k o v   m o d e l   f o r   s i g n a l   c l a s s i f i c a t i o n   t o   p r o c e s s   e x t r a c t e d   s i g n a l   f e a t u r e s   d u e   t o   i t s   s t r o n g   p a t t e r n - m a t c h i n g   c a p a b i l i t y .   T h e   d e f i n i t i o n s   o f   S C F   a n d   C D P   a r e   a l s o   m a t h e m a t i c a l l y   e x p l a i n e d   i n   [ 5 ] .   I n   [ 6 ]   a n d   [ 7 ] ,   t h e   a u t h o r s   h a v e   p r e s e n t e d   s i g n a l   c l a s s i f i c a t i o n   u s i n g   c y c l i c   s p e c t r a l   a n a l y s i s   a n d   t h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t s   o f   d i f f e r e n t   m o d u l a t i o n   t y p e s   u n d e r   v a r i o u s   n o i s e   c o n d i t i o n s .   I n   [ 8 ] ,   t h e   a u t h o r   h a s   d i s c u s s e d   h o w   t h e   c y c l o s t a t i o n a r y   f e a t u r e s   i n   t h e   s i g n a l s   m o d u l a t e d   u s i n g   d i f f e r e n t   s c h e m e s   c a n   b e   d e t e c t e d   c o r r e c t l y .   I n   [ 9 ]   a u t h o r s   h a v e   s u g g e s t e d   t h e   L i k e l i h o o d - B a s e d   A p p r o a c h   t o   M o d u l a t i o n   C l a s s i f i c a t i o n .   I n   [ 1 0 ]   a n d   [ 1 1 ] ,   t h e   a u t h o r s   h a v e   d i s c u s s e d   t h e   b a s i c s   o f   n e u r a l   n e t w o r k s ,   t h e i r   c l a s s i f i c a t i o n   a n d   a p p l i c a t i o n s   i n   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n . T h e   o b j e c t i v e   o f   p a p e r   [ 1 2 ]   a n d   [ 1 3 ]   i s   t o   s u m m a r i z e   t h e   m e t h o d s   u s e d   i n   v a r i o u s   s t a g e s   o f   a   p a t t e r n   r e c o g n i t i o n   s y s t e m   a n d   a d v a n t a g e s   o f   B a c k   P r o p a g a t i o n   A l g o r i t h m   o v e r   o t h e r   t e c h n i q u e s   t o   r e c o g n i z e   t h e   c o m p l e x   p a t t e r n s   a l o n g   w i t h   o t h e r   r e a l - l i f e   a p p l i c a t i o n s .     T h e   a u t h o r s   h a v e   g i v e n   t h e   o v e r v i e w   o f   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k ,   i t s   w o r k i n g   p r i n c i p l e   a n d   t r a i n i n g   i n   [ 1 4 ]   a n d   [ 1 5 ] .   I n   [ 1 6 ] ,   t h e   a u t h o r s   h a v e   p r o v i d e d   c o m p r e h e n s i v e   f u n d a m e n t a l s   i n   d e t a i l e d   m a n n e r   w i t h   e x a m p l e s   a n d   c o m p u t e r - o r i e n t e d   e x p e r i m e n t s .   M o r e o v e r ,   t h e   c o n c e p t s   a s s o c i a t e d   w i t h   n e u r a l   n e t w o r k s   a r e   e x p l a i n e d .   T h e   m a t h e m a t i c a l   t r e a t m e n t   o f   l a y e r e d   n e u r a l   n e t w o r k s   i s   g i v e n   i n   d e t a i l .   I n   [ 1 7 ] ,   t h e   a u t h o r   h a s   i n t r o d u c e d   s u p e r v i s e d   l e a r n i n g   a l g o r i t h m   n a m e d   S c a l e d   C o n j u g a t e   G r a d i e n t   ( S C G )   a n d   i t s   p e r f o r m a n c e   i s   c o m p a r e d   t o   t h a t   o f   s t a n d a r d   B a c k - P r o p a g a t i o n   A l g o r i t h m .   A c c o r d i n g   t o   [ 1 8 ] ,   t h e   s p e c t r a l   c o r r e l a t i o n   a n a l y s i s   c a n   b e   p r e f e r a b l y   a p p l i e d   f o r   s i g n a l s   t h a t   a r e   p r o d u c e d   b y   s o m e   p e r i o d i c   m o d i f i c a t i o n   o r   m o d u l a t i o n   o f   s t a t i o n a r y   r a n d o m   n o i s e .   I n   [ 1 9 ] ,   t h e   a u t h o r   i n v e s t i g a t e s   t h e   s p e c t r a l   f e a t u r e s   o f   s e v e r a l   b a s i c   a n a l o g   a n d   d i g i t a l   m o d u l a t e d   s i g n a l s   f r o m   p o i n t   v i e w   o f   m o d u l a t i o n   r e c o g n i t i o n   a n d   p a r a m e t e r   e s t i m a t i o n .   I n   [ 2 0 ]   a n d   [ 2 1 ] ,   t h e   s p e c t r a l   c o r r e l a t i o n   f u n c t i o n   t h a t   i s   a   g e n e r a l i z a t i o n   o f   t h e   p o w e r   s p e c t r a l   d e n s i t y   f u n c t i o n   i s   d e s c r i b e d .   E x p l i c i t   f o r m u l a e   f o r   t h e   s p e c t r a l   c o r r e l a t i o n   f u n c t i o n   f o r   v a r i o u s   t y p e s   o f   a n a l o g   a n d   d i g i t a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       E n h a n c e d   s i g n a l   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m   u s i n g   t r a i n e d   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   c o g n i t i v e     ( S h e e t a l   D .   B o r d e )   3 2 5 m o d u l a t e d   s i g n a l s   a r e   a l s o   d e r i v e d .   I n   [ 2 2 ] ,   a u t h o r s   h a v e   p r o v i d e d   a n   e x p e r i m e n t a l   p e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   o f   t h e   E n e r g y   D e t e c t o r   b a s e d   s e n s i n g   u s i n g   N I   U S R P - 2 9 3 0 ,   w h i c h   i s   a   S o f t w a r e   D e f i n e d   R a d i o   ( S D R )   t r a n s c e i v e r .   I n   [ 2 3 ] ,   p r o b l e m   o f   f u t u r e   w i r e l e s s   n e t w o r k   h a s   b e e n   e x a m i n e d   a n d   n e w   l e a r n i n g   s c h e m e   u s i n g   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   i s   p r o p o s e d .     T h e   a u t h o r   o f   [ 2 4 ]   h a s   d i s c u s s e d   a   m o d u l a t i o n   c l a s s i f i c a t i o n   m e t h o d   c a p a b l e   o f   c l a s s i f y i n g   M F S K   d i g i t a l   s i g n a l s   w i t h o u t   a   p r i o r i   i n f o r m a t i o n   u s i n g   m o d i f i e d   c o v a r i a n c e   m e t h o d .   I n   r e f e r e n c e   [ 2 5 ]   c y c l o s t a t i o n a r y   b a s e d   s p e c t r u m   s e n s i n g   m e t h o d   a n d   a   m o d i f i e d   i n t r u s i o n   e l i m i n a t i o n   ( A I C )   a l g o r i t h m   t o   m i t i g a t e   t h e   i n t e r f e r e n c e   b e t w e e n   t h e   p r i m a r y   a n d   c o g n i t i v e   u s e r s   h a d   b e e n   p r o p o s e d .   T h u s   f r o m   t h i s   l i t e r a t u r e   r e v i e w ,   i t   i s   c l e a r   t h a t   c o g n i t i v e   r a d i o   i s   a p r o m i s i n g   t e c h n o l o g y   t o   o v e r c o m e   t h e   p r o b l e m   o f   s p e c t r u m   s c a r c i t y   a n d   s p e c t r u m   s e n s i n g   i s   a n   v e r y   i m p o r t a n t   a s p e c   t   o f   c o g n i t i v e   r a d i o   r e c e i v e r .   T h e r e   a r e   v a r i o u s   m e t h o d   o f   s p e c t r u m   s e n s i n g   a n d   v e r y   f e w   h e l p   i n   r e c o g n i s i n g   p a r a m e t e r s   o f   p r i m a r y   s i g n a l   w h i c h   i s   o f   g r e a t   i m p o r t a n c e   i n   c e r t a i n   a p p l i c a t i o n s .   T h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   i n   t h i s   p a p e r   h e l p s   t o   o v e r c o m e   t h e   p r o b l e m   o f   c o r r e c t   d e t e c t i o n   o f   t h e   p r i m a r y   u s e r   p r e s e n c e   a s   w e l l   a s   m o d u l a t i o n   t y p e .   T h u s   i t   i s   n o t   m e r e l y   a   s p e c t r u m   s e n s i n g   a l g o r i t h m   b u t   g o i n g   b e y o n d   t h a t   t o   g i v e   a d d i t i o n a l   i n f o r m a t i o n   a b o u t   p r i m a r y   u s e r ,   h e n c e   t h e   n a m e d   a s   e n h a n c e d   s p e c t r u m   s e n s i n g   a l g o r i t h m .       3 .   C Y C L O S T A T I O N A R I T Y ,   S C F   A N D   C D P   A   c y c l o s t a t i o n a r y   p r o c e s s   h a s   s t a t i s t i c a l   p r o p e r t i e s   t h a t   v a r y   p e r i o d i c a l l y   o v e r   t i m e .   C y c l o s t a t i o n a r y   f e a t u r e   d e t e c t i o n   m e t h o d   d e a l s   w i t h   t h e   i n h e r e n t   c y c l o s t a t i o n a r y   p r o p e r t i e s   o r   f e a t u r e s   o f   t h e   s i g n a l .   S u c h   f e a t u r e s   h a v e   a   p e r i o d i c   s t a t i s t i c s   a n d   s p e c t r a l   c o r r e l a t i o n   t h a t   c a n n o t   b e   f o u n d   i n   a n y   i n t e r f e r e n c e   s i g n a l   o r   s t a t i o n a r y   n o i s e .   T h i s   p e r i o d i c i t y   i n   t h e   r e c e i v e d   p r i m a r y   s i g n a l   i s   e x p l o i t e d   t o   i d e n t i f y t h e   p r e s e n c e   o f   p r i m a r y   u s e r s ,   a n d   t h a t   i s   w h y   t h e   c y c l o s t a t i o n a r y   f e a t u r e   d e t e c t i o n   m e t h o d   p o s s e s s e s   h i g h e r   n o i s e   i m m u n i t y   t h a n   a n y   o t h e r   s p e c t r u m   s e n s i n g   m e t h o d .   I n   t h i s   m e t h o d ,   t h e   c y c l i c   s p e c t r a l   c o r r e l a t i o n   f u n c t i o n   i s   t h e   p a r a m e t e r   t h a t   i s   u s e d   f o r   d e t e c t i n g   t h e   p r i m a r y   u s e r   s i g n a l s .     C y c l o s t a t i o n a r y   s p e c t r u m   s e n s i n g   m e t h o d   p e r f o r m s   b e t t e r   t h a n   o t h e r   d e t e c t i o n   s c h e m e s   s u c h   a s   e n e r g y   d e t e c t i o n   m e t h o d   i n   l o w   S N R   r e g i o n s ,   b e c a u s e   o f   i t s   n o i s e   r e j e c t i o n   c a p a b i l i t y .   T h i s   o c c u r s   b e c a u s e   n o i s e   i s   t o t a l l y   r a n d o m   a n d   d o e s   n o t   e x h i b i t   a n y   p e r i o d i c   f o r m   o f   b e h a v i o u r .   W h e n   w e   h a v e   n o   p r i o r   k n o w l e d g e   a b o u t   p r i m a r y   u s e r s   w a v e f o r m ,   w h i c h   i s   t h e   s c e n a r i o   i n   r e a l   l i f e ,   t h e n   b e s t   t e c h n i q u e   t o   b e   a d o p t e d   i s   c y c l o s t a t i o n a r y   f e a t u r e   d e t e c t i o n .   A s   a n   a d v a n t a g e ,   t h e   c y c l o s t a t i o n a r y   s p e c t r u m   s e n s i n g   m e t h o d   c a n   b e   u s e d   t o   f i n d   o u t   t h e   t y p e   o f   m o d u l a t i o n   s c h e m e   u s e d   b y   t h e   p r i m a r y   u s e r   s i g n a l .     S p e c t r a l   c o r r e l a t i o n   f u n c t i o n   ( S C F )   i s   a   p o w e r f u l t o o l   t o   s t u d y   c y c l o s t a t i o n a r y   s i g n a l s .   I t   c a n   b e   u s e d   t o   a n a l y z e   a n d   e x t r a c t   i n f o r m a t i o n   f r o m   m o d u l a t e d   s i g n a l s   i n   n o i s e   a c c o r d i n g   t o   t h e i r   c y c l o s t a t i o n a r i t y   [ 1 9 ] .   T h e   e x p r e s s i o n   f o r   S C   c a n   b e   d e r i v e d   a s   f o l l o w s :   S i g n a l   x ( t )   s a t i s f i e s   s e c o n d   o r d e r   p e r i o d i c i t y   w i t h   c y c l i c   f r e q u e n c y   α     0   i f   a n d   o n l y   i f     R = l i m x ( t + ) x ( t ) e  d t /  /   ( 1 )     e x i s t s   a n d   i s   n o t   i d e n t i c a l l y   z e r o   a s   a   f u n c t i o n   o f   τ .   A b o v e   e q u a t i o n   i s   k n o w n   a s   t h e   c y c l i c   a u t o c o r r e l a t i o n   ( a l s o   c a l l e d   l i m i t   c y c l i c   a u t o c o r r e l a t i o n ) .   W h e n   α = 0 ,   i t   r e d u c e s   t o   c o n v e n t i o n a l   a u t o c o r r e l a t i o n .   W e   k n o w   t h a t ,   t h e   P o w e r   S p e c t r a l   D e n s i t y   ( P S D )   i s   o b t a i n e d   b y   t a k i n g   t h e   F o u r i e r   t r a n s f o r m   o f   t h e   a u t o c o r r e l a t i o n   f u n c t i o n .   M a t h e m a t i c a l l y ,     S ( f ) = R ( τ ) e  d τ    ( 2 )     S i m i l a r l y ,   t h e   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   D e n s i t y   ( S C D )   i s   t h e   F o u r i e r   t r a n s f o r m   o f   t h e   c y c l i c a u t o c o r r e l a t i o n   f u n c t i o n   a n d   i s   g i v e n   b y ,     S ( f ) = R ( τ ) e  d τ    ( 3 )     W h e n   α = 0 ,   ( 3 )   r e d u c e s   t o   ( 2 ) .   F o r   p r a c t i c a l   i m p l e m e n t a t i o n ,   C y c l i c   P e r i o d o g r a m   c a n   b e   d e f i n e d   a s   [ 5 ] ,     S ( f ) = X t , f + X t , f   ( 4 )     W h e r e   X T   i s   t h e   t i m e - v a r i a n t   F o u r i e r   t r a n s f o r m   d e f i n e d   a s   f o l l o w s :     X ( t , f ) x ( u ) e  d u /  /   ( 5 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :   3 2 3   -   3 3 1   3 2 6 T h e   e s t i m a t e d   S C F   o b t a i n e d   b y   f r e q u e n c y   s m o o t h i n g   o f   t h e C y c l i c   P e r i o d o g r a m   i n   ( 4 )   i s ,     S ( t , f ) S ( t , v ) d v /  /   ( 6 )     T h e   S C F   c a n   b e   o b t a i n e d   b y   i n c r e a s i n g   o b s e r v a t i o n   l e n g t h T   a n d   r e d u c i n g   t h e   s i z e   o f   t h e   s m o o t h i n g   w i n d o w   Δ f   [ 5 ] ,     S ( f ) = l i m l i m S ( t , f )   ( 7 )     T h e   S C F   i s   a   c r o s s - c o r r e l a t i o n   f u n c t i o n   b e t w e e n   f r e q u e n c y   c o m p o n e n t s   s e p a r a t e d   b y   ( f + α / 2 )   a n d   ( f α / 2 ) .   I f   x ( t )   c o n t a i n s   n o   s p e c t r a l   c o m p o n e n t s   a t   f = ± α / 2 ,   t h e n   t h e   S C F   i s   a c t u a l l y   t h e   c o v a r i a n c e   o f   t h e   t w o   s p e c t r a l   c o m p o n e n t s .   W e   c a n   d e f i n e   t h e   c o r r e l a t i o n   c o e f f i c i e n t   f o r   t h e   S C F ,   w h i c h   i s   k n o w n   c o m m o n l y   a s   s p e c t r a l   c o h e r e n c e   ( S C ) .   M a t h e m a t i c a l l y ,   t h e   s p e c t r a l   c o h e r e n c e   i s   d e f i n e d   a s   [ 2 ] ,   [ 5 ] ,   [ 6 ]     C ( f ) ( ) [ ( / ) (  / ) ] /   ( 8 )     T h e   m a g n i t u d e   o f   t h e   S C   r a n g e s   f r o m   0   t o   1 .   I t   a l l o w s   u s   t o   m e a s u r e   t h e s t r e n g t h   o f   s e c o n d - o r d e r   p e r i o d i c i t y   c o n t a i n e d   w i t h i n   a   t i m e s e r i e s   i n   a   s i m p l i f i e d   w a y .   W h e n   S C F   i s   p l o t t e d ,   t h e   o c c u p a n c y   s t a t u s   o f   t h e   s p e c t r u m   c a n   b e   f o u n d   o u t .   I f   a   p r i m a r y   u s e r   s i g n a l   i s   p r e s e n t   i n   t h e   o p e r a t i n g   f r e q u e n c y   r a n g e ,   t h e   S C F   g i v e s   a   p e a k   a t   i t s   c e n t r e .   T h e   p e a k   w i l l   n o t   b e   p r e s e n t   i n   t h e   c a s e   w h e n   t h e r e   i s   n o   p r i m a r y   u s e r   s i g n a l   p r e s e n t   i n   t h e   c o n c e r n e d   f r e q u e n c y   r a n g e   [ 7 ] .     H o w e v e r   t h e   u s e   o f   S C   r e q u i r e s   l a r g e   a m o u n t s   o f   d a t a   a n d   h e n c e   o n e   o f   t h e   s o l u t i o n s i s   t o   u s e   o n l y   t h e   p e a k   v a l u e s   i n   t h e   S C .   T h e s e   p e a k   v a l u e s   i n   t h e   S C   a r e   c a l l e d   a s   c y c l i c   f r e q u e n c y   d o m a i n   p r o f i l e   o r   s i m p l y   c y c l i c   d o m a i n   p r o f i l e   ( C D P )   o r   α - p r o f i l e   [ 5 ] .   T h e   c y c l i c   f r e q u e n c y   i s   i n h e r e n t l y   a   d i s c r e t e   p a r a m e t e r .   I t   i s   c o n v e n i e n t   t o   a s s e s s   t h e   c y c l e - f r e q u e n c y   p a r a m e t e r   b y   e v a l u a t i n g   t h e   m a x i m u m   o v e r   s p e c t r a l   f r e q u e n c y   f .     I ( α ) m a x | C ( f ) |   ( 9 )     N e u r a l   n e t w o r k s   t r a i n e d   u s i n g   t h e   c y c l i c   d o m a i n   p r o f i l e s   ( C D P )   c a n   b e   u s e d   f o r   s i g n a l   c l a s s i f i c a t i o n   d u e   t o   t h e i r   p a t t e r n m a t c h i n g   c a p a b i l i t i e s .   T r a i n i n g   t h e   n e u r a l   n e t w o r k   w i t h   d i f f e r e n t   r e a l i z a t i o n s o f   t h e   s i g n a l   a l l o w s   i t   t o   e x t r a c t   f e a t u r e s   s u c h   a s   c a r r i e r a n d   k e y i n g - r a t e   f e a t u r e s   o f   t h e   s i g n a l .   W h e n   t h e   n e u r a l n e t w o r k   i s   t r a i n e d   w i t h   a   v a r i e t y   o f   s i g n a l   r e a l i z a t i o n s   w i t h d i f f e r e n t   S N R s ,   t h e   n e t w o r k   p e r f o r m s   e x c e p t i o n a l l y ,   e v e n a t   l o w   S N R   l e v e l s .       4 .   T H E   P R P O S E D   A L G O R I T H M   T h e   p r o p o s e d   E n h a n c e d   S i g n a l   D e t e c t i o n   ( E S D )   a l g o r i t h m   p r i m a r i l y   a i m s   a t   e s t i m a t i o n   o f   m o d u l a t i o n   s c h e m e   o f   t h e   r e c e i v e d   P U   s i g n a l .   M o s t   m o d u l a t e d   s i g n a l s   e x h i b i t   t h e   p r o p e r t y   o f   C y c l o s t a t i o n a r i t y   t h a t   c a n   b e   e x p l o i t e d   f o r   t h e   p u r p o s e   o f   c l a s s i f i c a t i o n .   A   f e a t u r e - b a s e d   m e t h o d   c a l l e d   C y c l o s t a t i o n a r y   F e a t u r e   D e t e c t i o n   i s   a b l e   t o   i d e n t i f y   d i f f e r e n t   m o d u l a t i o n   s c h e m e s .   T h e   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   F u n c t i o n   o b t a i n e d   f r o m   t h e   s e n s e d   s i g n a l   i s   u s e d   a s   a   c y c l i c   f e a t u r e .   T h e   C y c l i c   f r e q u e n c y   D o m a i n   P r o f i l e   ( C D P )   d e r i v e d   f r o m   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   F u n c t i o n   i s   u s e d   a s   a   d i s c r i m i n a t o r   i n   t h e   c l a s s i f i c a t i o n   p r o c e s s   s i n c e   s e v e r a l   m o d u l a t i o n   s c h e m e s   h a v e   u n i q u e   c y c l i c   f r e q u e n c y   d o m a i n   p r o f i l e s .   T h e   n e u r a l   n e t w o r k   a p p r o a c h   b a s e d   o n   t h e   l e a r n i n g   m e c h a n i s m   i s   e m p l o y e d   f o r   p a t t e r n   m a t c h i n g .   I t   i s   u s e d   f o r   c l a s s i f i c a t i o n   o f   d a t a   p a t t e r n s   a n d   d i s t i n g u i s h i n g   t h e m   i n t o   p r e d e f i n e d   s e t   o f   c l a s s e s .   T h e   t w o   l a y e r e d   n e u r a l   n e t w o r k   i s   t r a i n e d   u s i n g   t h e   B a c k   P r o p a g a t i o n   A l g o r i t h m .     E n h a n c e d   S i g n a l   D e t e c t i o n   ( E S D )   A l g o r i t h m   u s i n g   a   T r a i n e d   N e u r a l   N e t w o r k   ( T N N )   S t e p   1 :   D e t e c t   t h e   n o i s y   m o d u l a t e d   s i g n a l .   S t e p   2 :   E s t i m a t e   i t s   C y c l i c   P e r i o d o g r a m .   S t e p   3 :   P e r f o r m   T i m e   S m o o t h i n g .   S t e p   4 :   P e r f o r m   F r e q u e n c y   S m o o t h i n g .   S t e p   5 :   C a l c u l a t e   S p e c t r a l   C o h e r e n c e .   S t e p   6 :   C a l c u l a t e   C y c l i c   D o m a i n   P r o f i l e .   S t e p   7 :   T r a i n   t h e   N e u r a l   n e t w o r k   w i t h   v a r i o u s   C y c l i c   D o m a i n   P r o f i l e   p a t t e r n s .   S t e p   8 :   O b t a i n   C l a s s i f i c a t i o n   C o n f u s i o n   M a t r i x .   S t e p   9 :   V e r i f y   t h e   r e s u l t s   f o r   d i f f e r e n t   m o d u l a t i o n   s c h e m e s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       E n h a n c e d   s i g n a l   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m   u s i n g   t r a i n e d   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   c o g n i t i v e     ( S h e e t a l   D .   B o r d e )   3 2 7 T h e   m a i n   D e s i g n   C o n s i d e r a t i o n s   f o r   t h e   E n h a n c e d   S i g n a l   D e t e c t i o n   ( E S D )   A l g o r i t h m   u s i n g   a   T r a i n e d   N e u r a l   N e t w o r k   ( T N N )   a r e   a s   f o l l o w s :   a .   C h a n n e l   i s   a s s u m e d   t o   b e   n o i s y   w i t h   A d d i t i v e   W h i t e   G a u s s i a n   N o i s e   ( A W G N )   w i t h   v a r y i n g   v a l u e s   o f   s t a n d a r d   d e v i a t i o n .   b .   N u m b e r   o f   d a t a   s y m b o l s   a r e   2 0 0 0   a n d   s y m b o l   r a t e   i s   3   G H z .   c .   S a m p l i n g   f r e q u e n c y   s e l e c t e d   s a t i s f i e d   N y q u i s t   c r i t e r i o n .   d .   F F T   i s   u s e d   f o r   t i m e   s m o o t h i n g .   e .   R a i s e d   C o s i n e   f i l t e r   i s   u s e d   f o r   f r e q u e n c y   s m o o t h i n g .   f .   4 0 0   C D P s   o f   d i f f e r e n t   m o d u l a t i o n   s c h e m e s   a r e   i n p u t   t o   t h e   n e u r a l   n e t w o r k .   g .   N u m b e r   o f   h i d d e n   n e u r o n s   i s   1 0 .         5 .   R E S U L T S   A N D   D I S C U S S I O N S   T h e   L a b V I E W   s o f t w a r e   f r o m   N a t i o n a l   I n s t r u m e n t s   i s   a   p o w e r f u l   s i m u l a t i o n   t o o l   w h i c h   m a k e s   u s e   o f   g r a p h i c a l   p r o g r a m m i n g   l a n g u a g e .   T h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   i s   s i m u l a t e d   w i t h   c o m b i n e d   u s e   o f   L a b V I E W   a n d   M A T L A B .   D i f f e r e n t   t y p e s   o f   s y n t h e t i c   s i g n a l   r e a l i s a i o n s   a r e   g e n e r a t e d   t o   p r e p a r e   a   d a t a b a s e   t o   t r a i n   t h e   A N N .   F o r   e a c h   o f   t h e   c a s e   S C F   a n d   C D P   s i g n a l s   a r e   s t u d i e d .   A f t e r   a n a l y s i s   o f   t h e   C D P   p l o t   f o r   t h e   d i f f e r e n t   s y n t h e t i c   s i g n a l   r e a l i z a t i o n ,   t h e   m o d u l a t i o n   t y p e   o f   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l   c a n   b e   r e c o g n i z e d .   C D P   p l o t   i s   a c t u a l l y   a   t w o   d i m e n t i n a l   v i e w   o f   t h e   S C F   p l o t   w h i c h   c a n   r e p r e s e n t   t h e   i m p o r t a n t   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   t h e   s i g n a l   o f   o u r   i n t e r e s t   w i t h   l e s s   d a t a   s a m p l e s .   T r a i n i n g   t h e   n e u r a l   n e t w o r k s   w i t h   d i f f e r e n t   r e a l i z a t i o n s   o f   t h e   s i g n a l   a l l o w e d   t h e m   t o   e x t r a c t   a n d   p i c k   o u t   t h e   c a r r i e r   a n d   c y c l o s t a t i o n a r y   f e a t u r e s   o f   t h e   s i g n a l   f r o m   t h e   b a c k g r o u n d   n o i s e .   T i m e   c o n s t r a i n t s   l i m i t e d   t h e   a m o u n t   o f   d a t a   w e   w e r e   a b l e   t o   g e n e r a t e   t o   t e s t   a n d   t r a i n   t h e   A N N ,   h o w e v e r   c o n s i d e r i n g   i t s   s u f f i c i e n t   p e r f o r m a n c e   w i t h   a   c o n s i d e r a b l e   o b s e r v a t i o n   w i n d o w   ( o n   t h e   o r d e r   o f   2 5 6   s a m p l e s )   w e   b e l i e v e   i t   i s   p o s s i b l e   f o r   t h i s   t y p e   o f   n e t w o r k   t o   c l a s s i f y   s i g n a l s   w i t h   l o w   S N R s   a n d   f e w e r   o b s e r v e d   s a m p l e s   w h i l e   p r e s e r v i n g   t h e   l e v e l s   o f   p e r f o r m a n c e   a n d   c o m p u t a t i o n a l   c o m p l e x i t y .   A s   o f   n o w ,   w e   h a v e   t e s t e d   h e r e   s o m e   s p e c i f i c   m o d u l a t i o n   t y p e s   u s i n g   t h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m ,   b u t   o t h e r   a d v a n c e d   m o d u l a t i o n   s c h e m e s   c a n   a l s o   b e   d e t e c t e d   i n   f u t u r e .   B a s e d   o n   t h e   s o m e   t y p i c a l   n a t u r e   o f   S C F   a n d   C D P   p l o t s ,   d i f f e r e n t   m o d u l a t i o n s   s c h e m e s   a r e   d i s c u s s e d   i n   f o l l o w i n g   c a s e s .     C a s e   1 :   N o i s y   S i g n a l :   I f   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l   c o n s i s t s   o f   o n l y   n o i s e   ( a s s u m e d   A W G N   f o r   s i m u l a t i o n ) ,   t h e n   n o   s i g n a l   p e a k s   a r e   o b s e r v e d   i n   t h e   S C F   a s   w e l l   a s   C D P   p l o t s .   T h i s   i n d i c a t e s   t h e   a b s e n c e   o f   s i g n a l   i n   t h e   s e n s e d   c h a n n e l   i . e .   t h e   p r i m a r y   u s e r   i s   a b s e n t .   T h i s   i s   b e c a u s e   n o i s e   s i g n a l   d o   n o t   c o n t a i n   a n y   f o r m   o f   p e r i o d i c i t y ,   i t   i s   t o t a l l y   r a n d o m   i n   n a t u r e .   C a s e   2 :   B i n a r y   P h a s e   S h i f t   K e y i n g   ( B P S K )   S i g n a l :   W h e n   a   B P S K   m o d u l a t e d   s i g n a l   i s   s e n s e d ,   t h e n   t h r e e   d i s t i n c t   p e a k s   a l o n g   α   a x i s   a r e   o b s e r v e d ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 .   T h e   p i c k   s i g n a l   a t   a   p e r t i c u l a r   f r e q u e n c y   r e p r e s e n t s   t h e   m a x i m u m   s i g n a l   c o n t e n t   a t   t h a t   f r e q u e n c y .   A s   t h e r e   a r e   o n l y   t w o   f r e q u e n c i e s ,   o n e   i s   i n f o r m a t i o n   s i g n a l   a n d   o t h e r   i s   c a r e e r   s i g n a l   i n   B P S K ,   t h e   f i r s t   p e a k   c o r r e s p o n d s   t o   t h e   s y m b o l   r a t e   f r ,   t h e   s e c o n d   o n e   c o r r e s p o n d s   t o   t h e   c a r r i e r   f r e q u e n c y   f c   a n d   t h e   l a s t   o n e   c o r r e s p o n d s   t o   f c + f r .           F i g u r e   1 .   S C F   a n d   C D P   f o r   B P S K   m o d u l a t e d   s i g n a l   s h o w i n g   p r e s e n c e   o f   t h r e e   p e a k s       C a s e   3 :   Q u a d r a t u r e   P h a s e   S h i f t   K e y i n g   ( Q P S K )   S i g n a l :   W h e n   t h e   s e n s e d   s i g n a l   i s   Q P S K   m o d u l a t e d ,   t h e   C D P   p l o t   i s   v e r y   s i m p l i f i e d   w i t h   p r e s e n c e   o f   o n l y   o n e   p e a k   a l o n g   α   a x i s ,   w h i c h   c o r r e s p o n d s   t o   t h e   s y m b o l   r a t e   f r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .   T h e   e x t r a   t w o   p e a k s   i n   B P S K   a r e   m i s s i n g   i n   Q P S K ,   b e c a u s e ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :   3 2 3   -   3 3 1   3 2 8 Q P S K   i s   a   b a l a n c e d   m o d u l a t i o n   ( h a s   b o t h ,   i n   p h a s e   a n d   q u a d r a t u r e   p h a s e   c o m p o n e n t s )   a n d   h e n c e   p e a k s   c o r r e s p o n d i n g   t o   t h e   c a r r i e r   f r e q u e n c y   g e t   c a n c e l l e d   o u t .           F i g u r e   2 .   S C F   a n d   C D P   f o r   Q P S K   m o d u l a t e d   s i g n a l   s h o w i n g   p r e s e n c e   o f   o n e   p e a k       C a s e   4 :   F r e q u e n c y   S h i f t   K e y i n g   ( F S K )   S i g n a l :   I f   t h e   s e n s e d   s i g n a l   i s   F S K   m o d u l a t e d ,   t h e r e   a r e   t w o   i m p u l s e s   o f   e q u a l   a m p l i t u d e   i n   t h e   C D P   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 ,   w h i c h   c o r r e s p o n d s   t o   t w o   c a r r i e r   f r e q u e n c i e s   i n v o l v e d ,   i . e .   m a r k   f r e q u e n c y   a n d   s p a c e   f r e q u e n c y .   A l s o ,   t h e   t w o   p e a k s   t h a t   o v e r l a p   t h e   t w o   i m p u l s e s   a r e   o b s e r v e d .   T h e s e   t w o   p e a k s   a l o n g   w i t h   t h e   t h i r d   o n e   a r e   a n a l o g o u s   t o   t h e   o n e   o b s e r v e d   i n   C D P   o f   B P S K .           F i g u r e   3 .   S C F   a n d   C D P   f o r   F S K   m o d u l a t e d   s i g n a l   s h o w i n g   p r e s e n c e   o f   t w o   m a i n   p e a k s       C a s e   5 :   M i n i m u m   S h i f t   K e y i n g   ( M S K )   S i g n a l :   W h e n   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l   i s   M S K   m o d u l a t e d ,   t h e n   t h e   S C F   a n d   C D P   s h o w s   o n l y   t w o   p e a k s   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4 .   T h e s e   p e a k s   c o r r e s p o n d   t o   t h e   t w o   q u a d r a t u r e   c a r r i e r   S i n 2 π   a n d   C o s 2 π .   T h i s   e n a b l e s   e a s y   i d e n t i f i c a t i o n   o f   t h e   M S K   s i g n a l .           F i g u r e   4 .   S C F   a n d   C D P   f o r   M S K   m o d u l a t e d   s i g n a l   s h o w i n g   p r e s e n c e   o f   o n l y   t w o   p e a k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       E n h a n c e d   s i g n a l   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m   u s i n g   t r a i n e d   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   c o g n i t i v e     ( S h e e t a l   D .   B o r d e )   3 2 9 T h e   g e n e r a t e d   C D P s   f r o m   t h e   s y n t h e t i c   m o d u l a t e d   s i g n a l s   a r e   t h e n   g i v e n   t o   a n   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k .   T h e   u s e   o f   A N N   m a k e s   i t   s i m p l e r   t o   c l a s s i f y   t h e   C D P s   a n d   t h e n   i d e n t i f y   c o r r e c t l y   t h e   m o d u l a t i o n   s c h e m e   a f t e r   t r a i n i n g   p h a s e .   F i g u r e   5   s h o w s   t h e   b l o c k   d i a g r a m   o f   t h e   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k .   I t   i s   t r a i n e d   w i t h   2 5 6   p o i n t   C D P s   o f   v a r i o u s   s y n t h e t i c   m o d u l a t e d   s i g n a l s .   T h e r e   i s   o n e   h i d d e n   l a y e r   a n d   o n e   o u t p u t   l a y e r .             F i g u r e   5 .   N e u r a l   n e t w o r k   t r a i n e d   u s i n g   2 5 6   p o i n t   C D P s       F i g u r e   6   s h o w s   a   p l o t   o f   m e a n   s q u a r e   e r r o r   v e r s u s   n u m b e r   o f   t r a i n i n g   i t e r a t i o n s   ( e p o c h s )   a c c o r d i n g   t o   w h i c h   t h e   b e s t   v a l i d a t i o n   p e r f o r m a n c e   i s   0 . 0 0 0 2 6 5 0 1   a t   e p o c h   3 6 .   I t   c a n   b e   c o n c l u d e d   f r o m   t h e   p l o t   t h a t   t h e   m e a n   s q u a r e   e r r o r   d e c r e a s e s   w i t h   i n c r e a s e   i n   n u m b e r   o f   e p o c h s   a n d   a t t a i n s   a   s t a b l e   v a l u e   a t   s o m e   i n s t a n t .     F i g u r e   7   i s   c a l l e d   C l a s s i f i c a t i o n   C o n f u s i o n   M a t r i x   f o r   t r a i n i n g ,   v a l i d a t i o n ,   t e s t i n g   a s   w e l l   a s   o v e r a l l   c l a s s i f i c a t i o n   r e s u l t .   I t   s h o w s   t h e   v a r i o u s   t y p e s   o f   e r r o r s   t h a t   o c c u r r e d   f o r   t h e   f i n a l   t r a i n e d   n e t w o r k .   I n   o t h e r   w o r d s ,   i t   r e p r e s e n t s   t h e   a c c u r a c y   o f   c l a s s i f i c a t i o n . T h e   d i a g o n a l   c e l l s   s h o w   t h e   n u m b e r   o f   c a s e s   t h a t   w e r e   c o r r e c t l y   c l a s s i f i e d   ( i n   g r e e n )   a n d   t h e   o f f - d i a g o n a l   c e l l s   s h o w   t h e   m i s c l a s s i f i e d   c a s e s   ( i n   r e d ) .   T h e   b l u e   c e l l   i n   t h e   b o t t o m   r i g h t   s h o w s   t h e   t o t a l   p e r c e n t a g e   o f   c o r r e c t l y   c l a s s i f i e d   c a s e s   a n d   t h e   t o t a l   p e r c e n t   o f   m i s c l a s s i f i e d   c a s e s .   F o r   t r a i n i n g ,   t h e   a c c u r a c y   a c h i e v e d   i s   9 8 . 9 % ,   f o r   t r a i n i n g ,   i t   i s   9 8 . 3 %   f o r   t e s t i n g   a n d   1 0 0 %   f o r   v a l i d a t i o n .   T h e   r e s u l t s   s h o w   v e r y   g o o d   r e c o g n i t i o n   s i n c e   o v e r a l l   a c c u r a c y   o f   a l l   c o n f u s i o n   m a t r i x   i s   9 9 % .   T h u s ,   t h e   n e t w o r k   p e r f o r m s   e x c e p t i o n a l l y   w e l l ,   e v e n   a t   l o w   S N R   l e v e l s .     T h e   p r o p o s e d   w o r k   o v e r   h e r e   i s   m u c h   d i f f e r e n t   t h a n   [ 4 ]   a n d   [ 6 ] ,   a s   t h e y   m a k e   u s e   o f   H i d d e n   M a r k o v   M o d e l   ( H M M )   a n d   M A X N E T   b a s e d   c l a s s i f i e r .   I t   i s   m u c h   d i f f e r e n t   f r o m   t h e   w o r k   p r o p o s e d   i n   [ 2 3 ]   w h i c h   f o c u s e s   m a i n l y   o n   t h e   s p e c t r u m   s e n s i n g   o f   p r e d i c t e d   f r e e   c h a n n e l s   u s i n g   A N N .   I n s t e a d ,   i n   t h i s   w o r k   w e   h a v e   p r o p o s e d   a n   e n h a n c e d   a l g o r i t h m   f o r   s i g n a l   d e t e c t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n   u s i n g   A N N   w h i c h   i s   i m p l e m e n t e d   u s i n g   L a b V I E W   a n d   M a t l a b   s o f t w a r e s .   T h i s   a p p r o a c h   f i r s t l y   h e l p s   t o   f u l l y   a u t o m i s e   t h e   p r o c e s s   o f   s i g n a l   c l a s s i f i c a t i o n   a n d   s e c o n d l y ,   p r o v i d e s   f l e x i b i l i t y   f o r   f u t u r e   e n h a n c e m e n t s   f o r   d e t e c t i o n   o f   a d v a n c e d   m o d u l a t i o n   s c h e m e s .   T h e   a c c u r a c y   o f   c l a s s i f i c a t i o n   a c h i e v e d   w i t h   t h i s   a l g o r i t h m   i s   a l m o s t   1 0 0 %   w h i c h   w a s   n o t   a c h i e v e d   w i t h   a n y   o f   t h e   p a s t   r e s e a r c h   w o r k   m e n t i o n e d   i n   t h e   r e f e r e n c e s .   T h e s e   a r e   t h e   s o m e   n o t e w o r t h y   c o n t r i b u t i o n s   o f   t h i s   w o r k   a n d   w i l l   b e   p r o v e d   u s e f u l   f o r   d e v e l o p m e n t   o f   e f f i c i e n t   c o g n i t i v e   r a d i o   s y s t e m s   i n   f u t u r e .           F i g u r e   6 .   T r a i n i n g ,   v a l i d a t i o n   a n d   t e s t   p e r f o r m a n c e   p l o t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :   3 2 3   -   3 3 1   3 3 0     F i g u r e   7 .   C l a s s i f i c a t i o n   c o n f u s i o n   m a t r i x       6 .   C U N C L U S I O N   T h e   p r o p o s e d   E n h a n c e d   S i g n a l   D e t e c t i o n   a l g o r i t h m   u s i n g   T r a i n e d   N e u r a l   N e t w o r k   n o t   o n l y   h e l p s   t o   d e t e c t   t h e   s i g n a l   b u t   c l a s s i f i e s   i t   c o r r e c t l y   a n d   i d e n t i f i e s   t h e   m o d u l a t i o n   s c h e m e .   B e c a u s e   o f   u s e   o f   c y c l o s t a t i o n a r i t y   f e a t u r e   o f   t h e   P U   s i g n a l ,   t h e   a l g o r i t h m   c a n   w o r k   w e l l   e v e n   i n   l o w   S N R   c o n d i t i o n s   a n d   s t i l l   g i v e s   m o r e   a c c u r a t e   r e s u l t s   a s   c o m p a r e d   t o   e n e r g y   d e t e c t i o n   s c h e m e   w h o s e   p e r f o r m a a a n c e   d e g r a d e s   i n   n o i s y   e n v i r o n m e n t .   T h e   c a l c u l a t e d   S C F   a n d   t h e n   C D P   o f   t h e   r e c e i v e d   s i g n a l   h e l p s   t o   c o r r e c t l y   i d e n t i f y   t h e   t y p e   o f   t h e   m o d u l a t i o n   s c h e m e   w i t h   t h e   h e l p   o f   n e u r a l   n e t w o r k .   T h e   r e s u l t s   s h o w   v e r y   g o o d   r e c o g n i t i o n   r a t e   s i n c e   o v e r a l l   a c c u r a c y   o f   a l l   c o n f u s i o n   m a t r i x   i s   9 9 % .   T h e   c l a s s i f i c a t i o n   a c c u r a c y   o f   t h e   a l g o r i t h m   i s   a l s o   9 8 . 3 %   w h i c h   i s   t h e   h i g h e s t   a m o n g   t h e   o t h e r   c l a s s i f i c a t i o n   s c h e m e s   d i s c u s s e d   i n   l i t e r a r t u r e   r e v i e w .   T h e   u s e   o f   L a b V I E W   s o f t w a r e   f o r   i m p l e m e n t a t i o n   o f   A N N   p r o v i d e s   a u t o m i z a t i o n   o f   s i g n a l   c l a s s i f i c a t i o n   p r o c e s s   a n d   g i v e s   t h e   f l e x i b i l i t y   f o r   f u t u r e   a d a p t a t i o n s .   I t   a l s o   r e d u c e s   c o m p u t a t i o n a l   c o m p l e x i t y .   T h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   n o t   o n l y   g i v e s   t h e   a s s u r a n c e   o f   t h e   p r e s e n c e   o f   s i g n a l   b y   d e t e c t i n g   i t s   s c h e m e   o f   m o d u l a t i o n   b u t   a l s o   h e l p s   t o   d e m o d u l a t e   t h e   s i g n a l   b y   k n o w i n g   i t s   t y p e .   I n   t h i s   p a p e r ,   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   E S D   a l g o r i t h m   i s   t e s t e d   b y   m a k i n g   u s e   o f   l i m i t e d   n u m b e r   o f   m o d u l a t i o n   s c h e m e s ,   b u t   i n   f u t u r e   m o r e   m o d u l a t i o n   s c h e m e s   c a n   b e   c o n s i d e r e d .   T h e   n e u r a l   n e t w o r k   g i v e s   t h e   f l e x i b i l i t y   f o r   t r a i n i n g   w i t h   a d v a n c e d   m o d u l a t i o n   s c h e m e s   s u c h   a s   O F D M ,   D V B   u s i n g   f a d i n g   c h a n n e l   e n v i r o n m e n t   w i t h   n o i s e   u n c e r t a i n t y   w h i c h   c a n   f u r t h e r   e x t e n d   t h e   s c o p e   o f   t h i s   a l g o r i t h m   i n   f u t u r e .         R E F E R E N C E S     [ 1 ]   W .   A .   G a r d n e r ,   T h e   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   T h e o r y   o f   C y c l o s t a t i o n a r y   T i m e - S e r i e s ,   S i g n a l   P r o c e s s i n g ,   v o l . 1 1 ,   n o . 1 ,   p p .   1 3 - 3 6 ,   1 9 8 6 .   [ 2 ]   T .   Y u c e k   a n d   H .   A r s l a n ,   A   S u r v e y   o f   S p e c t r u m   S e n s i n g   A l g o r i t h m s   f o r   C o g n i t i v e   R a d i o   A p p l i c a t i o n s ,   I E E E   C o m m .   S u r v e y   T u t s . ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 6 1 3 0 ,   2 0 0 9 .   [ 3 ]   S .   D .   B o r d e ,   K .   R .   J o s h i ,   S i g n a l   P r o c e s s i n g   T e c h n i q u e s   f o r   S p e c t r u m   O p p o r t u n i t i e s   a n d   I n t e r f e r e n c e   D e t e c t i o n   i n   C o g n i t i v e   R a d i o   N e t w o r k s ,   p r o c e e d i n g s   o f   I E T   I n t e r n a t i o n a l   C o m m u n i c a t i o n   C o n f e r e n c e   o f   W i r e l e s s   M o b i l e   &   C o m p u t i n g ,   N o v   2 0 1 1 .   [ 4 ]   B .   R a m k u m a r ,   A u t o m a t i c   M o d u l a t i o n   C l a s s i f i c a t i o n   f o r   C o g n i t i v e   R a d i o s   u s i n g   C y c l i c   F e a t u r e   D e t e c t i o n ,   I E E E   C i r c u i t s   a n d   S y s t e m s   M a g a z i n e ,   v o l .   9 ,   n o .   2 ,   p p .   2 7 - 4 5 ,   2 0 0 9 .   [ 5 ]   W .   A .   G a r d n e r   e t   a l . ,   C y c l o s t a t i o n a r i t y :   H a l f   a   c e n t u r y   o f   r e s e a r c h ,   S i g n a l   P r o c e s s i n g ,   v o l .   8 6 ,   p p .   6 3 9 6 9 7 ,   2 0 0 6 .   [ 6 ]   K .   K i m ,   I .   A .   A k b a r ,   K .   K .   B a e ,   J . - S .   U m ,   C .   M .   S p o o n e r ,   a n d   J .   H .   R e e d ,   C y c l o s t a t i o n a r y   A p p r o a c h e s   t o   S i g n a l   D e t e c t i o n   a n d   C l a s s i f i c a t i o n   i n   C o g n i t i v e   R a d i o ,   i n   P r o c .   I E E E   D y S p a n ,   p p .   2 1 2 2 1 5 ,   2 0 0 7 .     [ 7 ]   A .   F e h s k e ,   J .   G e a d d e r t ,   a n d   J .   H .   R e e d ,   A   N e w   A p p r o a c h   t o   S i g n a l   C l a s s i f i c a t i o n   U s i n g   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   a n d   N e u r a l   N e t w o r k s ,   i n   P r o c .   I E E E   I n t .   S y m p .   N e w   F r o n t i e r s   i n   D y S p a n ,   2 0 0 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       E n h a n c e d   s i g n a l   d e t e c t i o n   a l g o r i t h m   u s i n g   t r a i n e d   n e u r a l   n e t w o r k   f o r   c o g n i t i v e     ( S h e e t a l   D .   B o r d e )   3 3 1 [ 8 ]   A p a r n a   P . S . ,   M .   J a y a s h e e l a ,   C y c l o s t a t i o n a r y   F e a t u r e   D e t e c t i o n   i n   C o g n i t i v e   R a d i o   U s i n g   D i f f e r e n t   M o d u l a t i o n   S c h e m e s ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   4 7 ,   n o . 2 1 ,   p p .   1 2 - 1 6 ,   2 0 1 2 .   [ 9 ]   F .   H a m e e d ,   O .   A .   D o b r e ,   D .   C .   P o p e s c u ,   O n   t h e   L i k e l i h o o d - B a s e d   A p p r o a c h   t o   M o d u l a t i o n   C l a s s i f i c a t i o n ,   I E E E   t r a n s a c t i o n s   o n   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   8 ,   n o .   1 2 ,   p p .   5 8 8 4 - 5 8 9 2 ,   2 0 0 9 .   [ 1 0 ]   A n d r e j   K r e n k e r   e t   a l . ,   I n t r o d u c t i o n   t o   t h e   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k s ,   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k s   -   M e t h o d o l o g i c a l   A d v a n c e s   a n d   B i o m e d i c a l   A p p l i c a t i o n s ,   2 0 1 1 .   [ 1 1 ]   B .   Y e g n a n a r a y a n a ,   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k s   f o r   P a t t e r n   R e c o g n i t i o n ,   S a d h a n a ,   V o l 1 9 ,   P a r t   2 ,   A p r i l   1 9 9 4   [ 1 2 ]   D r .   R a m a   K i s h o r e   a n d   T a r a n j i t K a u r ,   B a c k p r o p a g a t i o n   A l g o r i t h m :   A n   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k   A p p r o a c h   f o r   P a t t e r n   R e c o g n i t i o n   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   S c i e n t i f i c   &   E n g i n e e r i n g   R e s e a r c h ,   v o l .   3 ,   n o .   6 ,   J u n e   2 0 1 2 .     [ 1 3 ]   T a r a n j i t K a u r ,   I m p l e m e n t a t i o n   o f   B a c k p r o p a g a t i o n   A l g o r i t h m   -   A   N e u r a l   N e t w o r k   A p p r o a c h   f o r   P a t t e r n   R e c o g n i t i o n   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E n g i n e e r i n g   R e s e a r c h   a n d   D e v e l o p m e n t ,   v o l .   1 ,   n o .   5 ,   p p .   3 0 - 3 7   h t t p s : / / p d f s . s e m a n t i c s c h o l a r . o r g / b 0 a 6 / 5 7 8 f 4 0 c 4 f 5 8 1 7 4 6 7 0 c 7 5 5 a 7 a 0 8 4 f a 8 a 0 c 4 7 1 . p d f ,   J u n e   2 0 1 2 .   [ 1 4 ]   S .   B .   M a i n d   e t   a l . ,   R e s e a r c h   P a p e r   o n   B a s i c   o f   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k   I J R I T C C ,   2 0 1 4 .   [ 1 5 ]   V i d u s h i   S h a r m a   e t   a l . ,   A   C o m p r e h e n s i v e   S t u d y   o f   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k s ,   I J A R C S S E ,   2 0 1 2 .   [ 1 6 ]   S i m o n   H a y k i n ,   N e u r a l   N e t w o r k s - A   C o m p r e h e n s i v e   F o u n d a t i o n ,   2 n d   E d i t i o n ,   1 9 9 9 .   [ 1 7 ]   M .   F .   M o l l e r ,   A   S c a l e d   C o n j u g a t e   G r a d i e n t   A l g o r i t h m   f o r   F a s t   S u p e r v i s e d   L e a r n i n g ,   N e u r a l   N e t w o r k s ,   v o l .   6 ,   1 9 9 3 ,   p p .   5 2 5 - 5 3 3 ,   1 9 9 1 .     [ 1 8 ]   J .   G o e r l i c h   e t   a l . ,   S i g n a l   A n a l y s i s   U s i n g   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   M e a s u r e m e n t ,   I E E E   I n s t r u m e n t a t i o n   a n d   M e a s u r e m e n t   T e c h n o l o g y   C o n f e r e n c e ,   p p .   1 3 1 3 - 1 3 1 8 ,   1 9 9 8 .   [ 1 9 ]   H o n g   W a n g ,   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   F u n c t i o n   o f   B a s i c   A n a l o g   a n d   D i g i t a l   M o d u l a t e d   S i g n a l s ,   I E E E ,   S c h o o l   o f   E l e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r s i t y   o f   E l e c t r o n i c   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y   o f   C h i n a ,   2 0 1 3 .   [ 2 0 ]   W . A .   G a r d n e r ,   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   o f   M o d u l a t e d   S i g n a l s :   P A R T   I   -   A n a l o g   M o d u l a t i o n ,   I E E E   T r a n s .   o n   C o m m u n i c a t i o n ,   v o l .   3 5 ,   p p .   5 8 4 - 5 9 4 ,   1 9 8 7 .   [ 2 1 ]   W . A .   G a r d n e r ,   S p e c t r a l   C o r r e l a t i o n   o f   M o d u l a t e d   S i g n a l s :   P A R T   I I   -   D i g i t a l   M o d u l a t i o n ,   I E E E   T r a n s .   o n   C o m m u n i c a t i o n ,   v o l .   3 5 ,   p p .   5 9 5 - 6 0 1 ,   1 9 8 7 .   [ 2 2 ]   F .   Z .   E l   B a h i ,   H .   G h e n n i o u i ,   a n d   M .   Z o u a k ,   P e r f o r m a n c e   E v a l u a t i o n   o f   E n e r g y   D e t e c t o r   B a s e d   S p e c t r u m   S e n s i n g   f o r   C o g n i t i v e   R a d i o   u s i n g   N I   U S R P - 2 9 3 0 ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E ) ,   v o l .   7 ,   n o .   4 ,   p p .   1 9 3 4     1 9 4 0 ,   A u g u s t   2 0 1 7 .   [ 2 3 ]   R i t a   M a h a j a n ,   D e e p a k   B a g a i ,   I m p r o v e d   L e a r n i n g   S c h e m e   f o r   C o g n i t i v e   R a d i o   u s i n g   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k s   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E ) ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   2 5 7 - 2 6 7 .   h t t p : / / w w w . i a e s c o r e . c o m / j o u r n a l s / i n d e x . p h p / I J E C E / a r t i c l e / v i e w / 1 0 3 / 1 1 9 ,   ,   F e b r u a r y   2 0 1 6 .   [ 2 4 ]   H .   M .   H a m e e ,   J .   W a d i ,   A u t o m a t i c   M o d u l a t i o n   R e c o g n i t i o n   f o r   M F S K   U s i n g   M o d i f i e d   C o v a r i a n c e   M e t h o d   ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E ) ,   v o l   5 ,   n o .   3 ,   p p   4 2 9 - 4 3 5 .   h t t p : / / w w w . i a e s c o r e . c o m / j o u r n a l s / i n d e x . p h p / I J E C E / a r t i c l e / v i e w / 5 6 3 6 / 4 6 5 6 ,   ,   J u n e   2 0 1 5 .   [ 2 5 ]   J .   A v i l a ,   K .   T h e n m o z h i ,   M u l t i b a n d   O F D M   f o r   C o g n i t i v e   R a d i o     A   W a y   f o r   C y c l o s t a t i o n a r y   D e t e c t i o n   a n d   I n t e r f e r e n c e   C a n c e l l a t i o n   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E ) ,   v o l .   6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 7 0 2 - 1 7 0 9 ,   ,   A u g u s t   2 0 1 6 .       B I O G R A P H I E S   O F   A U T H O R S       S h e e t a l   D .   B o r d e   h a s   c o m p l e t e d   h e r   b a c h e l o r s   d e g r e e   i n   E l e c t r o n i c s   a n d   T e l e c o m m u n i c a t i o n s   f r o m   G o v e r n m e n t   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   A u r a n g a b a d ,   M a h a r a s h t r a ,   I n d i a   i n   y e a r   2 0 0 1 .   S h e   c o m p l e t e d   h e r   M a s t e r s   d e g r e e   i n   E l e c t r o n i c s   E n g i n e e r i n g   f r o m   M a r a t h w a d a   U n i v e r s i t y ,   M a h a r a s h t r a ,   I n d i a   i n   y e a r   2 0 0 3 .   C u r r e n l t y   s h e   i s   p u r s u i n g   h e r   P h .   D .   i n   E l e c t r o n i c s   a n d   T e l e c o m m u n i c a t i o n s   e n g i n e e r i n g   f r o m   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   P u n e   u n d e r   P u n e   U n i v e r s i t y .     H a v i n g   a n   e x p e r i e n c e   o f   1 4   y e a r s ,   s h e   i s   c u r r e n t l y   w o r k i n g   a s   a   A s s i s t a n t   P r o f e s s o r   i n   E l e c t r o n i c s   a n d   T e l e c o m m u n i c a t i o n   D e p a r t m e n t   o f   P E S s   M o d e r n   c o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   P u n e   M a h a r a s h t r a ,   I n d i a .   H e r   r e s e a r c h   i n t e r e s t s   i n c l u d e   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n ,   m o b i l e   c o m m u n i c a t i o n   a n d   c o g n i t i v e   r a d i o .         D r .   M r s .   K a l y a n i   R .   J o s h i   h a s   c u r r e n t l y   b e e n   w o r k i n g   a s   P r i n c i p a l   a n d   P r o f e s s o r   E & T C   i n   P E S s   M o d e r n   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   P u n e ,   M a h a r a s h t r a ,   I n d i a .   S h e   h a s   c o m p l e t e d   h e r   B a c h e l o r s   d e g r e e   i n   E l e c t r o n i c s   E n g i n e e r i n g   f r o m   S h i v a j i   U n i v e r s i t y   a n d   M a s t e r s   d e g r e e   i n   E & T C   f r o m   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   P u n e   u n d e r   P u n e   U n i v e r s i t y .   S h e   h a s   g o t   h e r   P h .   D .   d e g r e e   f r o m   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   P u n e   i n   y e a r   2 0 0 8   w i t h   s p e c i a l i z a t i o n   i n   b i o m e d i c a l   i m a g e   p r o c e s s i n g .   S h e   h a s   b e e n   w o r k e d   a s   C h a i r ,   S i g n a l   P r o c e s s i n g   C h a p t e r ,   I E E E   P u n e   s e c t i o n   f o r   t h r e e   c o n s e c u t i v e   y e a r s   f r o m   2 0 1 3   t o   2 0 1 5   a n d   a w a r d e d   a s   s e n i o e r   m e m b e r   o f   I E E E .   S h e   h a s   C o - a u t h o r e d   a   b o o k   o n   I m a g e   A n d   V i d e o   C o m p r e s s i o n   F u n d a m e n t a l s , C R C   P r e s s - 2 0 1 5 .   S h e   h a s   m o r e   t h a n   3 0   n a t i o n a l   a n d   i n t e r n a t i o n a l   p u b l i c a t i o n s   i n   r e p u t e d   j o u r n a l s   a n d   c o n f e r e n c e s .   H e r   a r e a s   o f   i n t e r e s t s   a r e   D i g i t a l   S i g n a l   a n d   I m a g e   P r o c e s s i n g   a n d   s i g n a l   p r o c e s s i n g   i n   C o m m u n i c a t i o n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.