I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 ,   p p .   28 7 ~ 30 1   I SS N:  2252 - 8 7 7 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /iji ct . v 1 5 i 1 . pp 28 7 - 30 1           287       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Dev elo pment of   ma chine learning   techniqu es for au tom a tic  mo dula tion cla ss ificatio n and  p erfo rma nce ana ly sis  under  AWG N and  fadin g  channels       P .   G .   Va rna   K u m a Reddy ,   M .   M ee na   D e p a r t me n t   o f   EC E ,   V e l s I n st i t u t e   o f   S c i e n c e ,   Te c h n o l o g y   a n d   A d v a n c e d   S t u d i e s,  C h e n n a i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  7 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 1 7 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  7 ,   2 0 2 5       Au to m a ti c   m o d u latio n   c las sifica ti o n   (AMC)  is  e ss e n ti a in   m o d e r n   wire les s   c o m m u n ica ti o n   f o o p t imiz in g   sp e c tru m   u sa g e   a n d   a d a p ti v e   sig n a l   p ro c e ss in g .   Th is  st u d y   e x p l o re th e   u se   o v a ri o u m a c h in e   lea r n in g   (M L)   m e th o d f o r   AMC,   f o c u si n g   o n   t h e ir  p e rfo rm a n c e   i n   a d d it i v e   w h it e   G a u ss ian   n o ise   (AWG N)  a n d   fa d i n g   c h a n n e ls.  Th is   stu d y   e v a lu a tes   o M c las sifiers   su c h   a su p p o rt   v e c to r   m a c h in e (S VM),   K - n e a re st  n e ig h b o rs   (KN N),  d e c isio n   tree (DT),   a n d   e n se m b l e   m e th o d with   a   d a tas e sp a n n i n g   sig n a l - to - n o ise   ra ti o (S NRs )   fr o m   - 30   d t o   + 3 0   d B .   Hi g h e r - o rd e r   sta ti stica fe a tu re in c lu d in g   m o m e n ts  a n d   c u m u lan ts  a re   u se d   t o   trai n   th e   c las sifiers   fo AMC.   P e rfo rm a n c e   is  m e a su re d   in   term o c las sifica ti o n   a c c u ra c y   a n d   c o m p u tati o n a e fficie n c y   a c ro ss   d iffere n S NR l e v e ls.  T h e   fin d i n g sh o w t h a t   li n e a S VM,   fin e   KN N,  a n d   fin e   tree c o n siste n tl y   a c h iev e d   h i g h   c las sifica ti o n   a c c u ra c y ,   e v e n   a t   l o S NRs .   F r o m   t h e   a n a ly sis ,   it   i o b se rv e d   th a li n e a S VM  a n d   fi n e   KNN  a c h iev e   o v e 9 6 %   a c c u ra c y   a 0   d S NR.   Th e se   c las sifiers   d e m o n stra te  sig n ifi c a n ro b u st n e ss ,   m a in tain i n g   p e rfo rm a n c e   in   c h a ll e n g i n g   n o is e   c o n d it i o n s.  T h e   re se a rc h   h ig h li g h ts  t h e   p ro m ise   o M tec h n iq u e in   imp ro v in g   AMC,   p r o v i d in g   a   d e tailed   c o m p a riso n   o c las sifiers   a n d   th e i stre n g t h s.   K ey w o r d s :   AM C   AW GN   DT   E n s em b le  class if ier s   Fad in g   ch an n els   KNN   SVM   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   P.  G.   Var n Ku m ar   R ed d y   Dep ar tm en t o f   E C E Vels I n s titu te  o f   Scien ce ,   T ec h n o lo g y   a n d   Ad v a n ce d   Stu d ies   C h en n ai,   I n d ia   E m ail: v ar u n k u m ar r ed d y p g . p h d 1 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   m o d er n   wir eless   co m m u n i ca tio n   s y s tem s ,   ef f icien u tili za tio n   o f   t h r ad i o   f r e q u en c y   s p ec tr u m   is   p ar am o u n t.  T h e   in cr ea s in g   d e m an d   f o r   wir eless   s er v ices  an d   th lim ited   av ailab ilit y   o f   s p ec tr u m   r eso u r ce s   h av n ec ess itated   th d ev elo p m en o f   ad v an ce d   tech n o lo g ies  th at  ca n   o p tim ize   s p ec tr u m   u s ag e.   On e   s u ch   tech n o lo g y   is   au to m atic  m o d u latio n   class if icatio n   ( AM C ) ,   wh ich   p lay s   c r itical  r o le  in   c o g n itiv r a d io   ( C R )   n etwo r k s   an d   v ar io u s   m ilit ar y   an d   civ ilian   ap p licatio n s .   AM C   en ab les  th id e n tific atio n   o f   th m o d u latio n   s ch em o f   r ec eiv ed   s ig n als  with o u p r io r   k n o wled g e,   th er eb y   f ac ilit atin g   ad a p tiv e   s ig n al  p r o ce s s in g ,   in ter f er en ce   m a n ag em e n t,  an d   s ec u r co m m u n icatio n   [ 1 ] .   T h s ig n if ican ce   o f   AM C   s tem s   f r o m   its   ab ilit y   to   en h an ce   th e   p er f o r m a n ce   an d   r eliab ilit y   o f   wir eless   co m m u n icatio n   s y s tem s .   B y   ac cu r a tely   id en tify in g   th e   m o d u latio n   ty p e,   AM C   s u p p o r ts   d y n am ic   s p ec tr u m   ac ce s s ,   allo win g   u n licen s ed   u s er s   to   o p p o r tu n is tically   u tili ze   th licen s ed   s p ec tr u m   with o u ca u s in g   h ar m f u in ter f er en ce   to   p r im ar y   u s er s   [ 2 ] .   T h is   ca p ab ilit y   is   ess en tial  f o r   th ef f icien im p lem en tatio n   o f   CR   n etwo r k s ,   wh ich   aim   to   ad d r ess   th s p ec tr u m   s ca r city   p r o b lem .   I n   m ilit ar y   a p p lic atio n s ,   AM C   is   v ital  f o r   e lectr o n ic  war f ar e   an d   s u r v e illan ce ,   wh er th e   id en tific atio n   o f   en e m y   co m m u n icatio n   s ig n als  is   cr u cial.   I n   civ ilian   ap p licatio n s ,   A MC  co n tr ib u tes  to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 :   28 7 - 30 1   288   im p r o v e d   co m m u n icatio n   q u a lity ,   r ed u ce d   laten cy ,   an d   en h an ce d   s ec u r ity   b y   e n ab lin g   ad ap tiv m o d u latio n   an d   co d i n g   s ch em es.  T h n e ed   f o r   r o b u s an d   ac cu r ate  A MC  s y s tem s   is   u n d er s co r ed   b y   th d i v er s an d   d y n am ic  n atu r o f   wir eless   en v ir o n m en ts ,   wh er s ig n als   ar o f ten   s u b jecte d   to   v a r y i n g   lev els  o f   n o is e,   in ter f er en ce ,   a n d   f ad in g   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   Sev er al  tech n iq u es  h av b ee n   d ev elo p ed   f o r   AM C ,   ea ch   w ith   its   o wn   s et  o f   m er its   an d   d em er its .   T h ese  tech n iq u es  ca n   b b r o ad ly   ca teg o r ized   i n to   lik elih o o d - b ased   m eth o d s ,   f ea t u r e - b ased   m eth o d s ,   an d     ML - b ased   m eth o d s   [ 5 ] .   L ik el ih o o d - b ased   m et h o d s ,   s u ch   a s   th m ax im u m   lik elih o o d   cl ass if ier ,   o f f er   h ig h   ac cu r ac y   in   i d en tify in g   m o d u latio n   s ch em es.  T h ey   ar e   th e o r etica lly   o p tim al  u n d er   ce r t ain   co n d itio n s   a n d   p r o v id s o lid   s tatis tic al  f o u n d atio n   f o r   m o d u latio n   class if icatio n .   T h ese  m eth o d s   o f ten   r eq u ir p r ec is e   k n o wled g e   o f   th e   ch an n el  co n d itio n s   an d   s ig n al  p ar am eter s ,   wh ich   m ay   n o t   b r ea d ily   av ailab le  in   p r ac tical  s ce n ar io s .   Ad d itio n ally ,   th e y   ar co m p u tatio n ally   in ten s iv e,   m ak in g   th em   less   s u itab le  f o r   r ea l - tim ap p licatio n s   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   Featu r e - b ased   m eth o d s   ex tr ac s p ec i f ic  s ig n al  ch ar ac ter is tics ,   s u c h   as  h ig h er - o r d er   s tatis t ics  to   d is tin g u is h   b et wee n   d if f er en m o d u latio n   t y p es.  T h ese  m eth o d s   ar less   co m p u tatio n ally   d em an d in g   co m p a r ed   to   lik el ih o o d - b ased   m eth o d s   an d   ca n   b e f f ec tiv u n d er   v ar i o u s   ch an n el  c o n d itio n s .   T h p er f o r m a n ce   o f   f ea tu r e - b ased   m eth o d s   h ea v ily   d ep e n d s   o n   th q u ality   an d   r elev an c o f   th e x tr ac ted   f ea tu r es.  T h e y   m ay   also   r eq u ir ex ten s iv f ea t u r en g in ee r in g   an d   d o m ain   k n o wled g t o   id en tify   th m o s d is cr im in ativ f ea tu r es.   Ma ch i n lear n i n g   ( ML ) - b ased   m eth o d s   h av e   g ai n ed   p o p u lar ity   d u to   th ei r   ab ilit y   to   lear n   co m p lex   p atter n s   f r o m   d ata.   T h ese  m eth o d s   d o   n o r eq u ir ex p licit  ch an n el  k n o wled g an d   ca n   ad a p to   d iv er s an d   d y n am ic   en v ir o n m en ts .   T h ey   o f f er   h ig h   class if icatio n   ac cu r ac y   a n d   r o b u s tn ess   ag ain s n o is an d   in ter f er en ce .   T h p r im ar y   d r awb ac k   o f   ML - b ased   m eth o d s   is   th eir   r elian ce   o n   lar g lab eled   d atasets   f o r   tr ain in g ,   wh ich   m ay   n o alwa y s   b av ailab le  [ 8 ] .   Ad d itio n a lly ,   th tr ain in g   p r o ce s s   ca n   b co m p u tatio n ally   in ten s iv e,   an d   th e   p er f o r m a n c o f   th ese  m eth o d s   m a y   d eg r a d if   th tr ai n in g   d ata  is   n o t r e p r esen tativ o f   r ea l - wo r ld   co n d itio n s .   Giv en   th c r itical  r o le  o f   A MC  in   m o d er n   wir eless   co m m u n icatio n   s y s te m s ,   th is   p a p er   aim s   to   ad v an ce   th f ield   b y   lev er a g in g   ML   tech n iq u es  f o r   en h a n ce d   m o d u latio n   class if icatio n .   T h p r im ar y   f o cu s   is   o n   e v alu atin g   th e   p er f o r m a n c o f   v ar i o u s   ML   class if ier s   ac r o s s   r a n g e   o f   s ig n al - to - n o i s r atio s   ( SNR s )   in   b o th   ad d itiv wh ite   g a u s s ian   n o is ( AW GN )   an d   f ad in g   ch an n els.  T h is   p a p er   m a k es  s ev er al  s ig n if ican co n tr ib u tio n s   an d   ar e   as f o llo ws:     T h is   p ap er   co n d u cts  an   ex te n s iv ev alu atio n   o f   v ar io u s   ML   class if ier s ,   in clu d in g   s u p p o r t   v ec to r   m a ch in es  ( SVM ) K - n ea r est  n eig h b o u r s   ( KNN ) d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   an d   en s em b le  m eth o d s ,   f o r   A MC.  T h s tu d y   s y s tem atica lly   as s es s es  th p er f o r m a n ce   o f   th ese  class if ier s   ac r o s s   wid r an g SN R s ,   f r o m   - 3 0 d   B   to   +3 0   d B ,   p r o v id in g   v alu ab le   in s ig h ts   in to   th eir   r o b u s tn ess   an d   ef f ec tiv en ess   u n d er   d if f er en n o is e   co n d itio n s .     T h p a p er   em p lo y s   h ig h er - o r d er   s tatis tical  f ea tu r es,  s p ec if i ca lly   m o m e n ts   an d   cu m u lan ts ,   ex tr ac ted   f r o m   m o d u latio n   s ig n als.  T h ese  f ea t u r es a r cr itical  f o r   d is tin g u is h in g   b etwe en   d if f er en m o d u latio n   s ch em es.     T h p ap e r   co m p ar es  th p er f o r m an ce   o f   th e   ML   class if ier s   u n d er   b o th   AW GN  an d   f ad in g   ch a n n els.    I p r o v id es  a   co m p r eh e n s iv u n d er s tan d in g   o f   h o th es class if ier s   p er f o r m   in   r ea l - wo r ld   wir eless   en v ir o n m en ts ,   wh er s ig n als a r o f ten   s u b jecte d   to   v a r io u s   i m p air m en ts .     T h f i n d in g s   h ig h lig h th e   r o b u s tn ess   o f   l in ea r   SVM,   f i n KNN,   a n d   f in e   tr ee s ,   wh ich   co n s is ten tly   ac h iev h ig h   class if icatio n   ac cu r ac y   ev e n   in   lo SNR   co n d itio n s .   T h is   r o b u s tn ess   is   p ar ticu lar ly   s ig n if ican f o r   p r ac tical  ap p licatio n s   wh er wir eless   co m m u n icatio n   s y s tem s   m u s o p er ate   r eliab ly   u n d er   ch allen g in g   c o n d itio n s .   B y   ad d r ess in g   th ese  asp ec ts ,   th is   p ap er   aim s   to   p r o v id e   v alu ab le  in s ig h ts   an d   p r ac t ical  g u id elin es  f o r   d ev elo p in g   r o b u s an d   ef f icien AM C   s y s tem s ,   co n tr ib u tin g   to   th e   o p tim izatio n   o f   s p ec t r u m   u s ag e   an d   th e   o v er all  en h a n ce m en o f   wir ele s s   co m m u n icatio n   tech n o lo g ie s .   T h r est  o f   t h p ap er   is   o r g a n ized   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   p r o v id es  a   d etailed   liter atu r r ev iew  o f   ex is tin g   AM C   tech n iq u es,  h ig h lig h tin g   th eir   m e r its   an d   d em er its .   Sectio n   3   d escr ib es  th m eth o d o lo g y ,   in clu d in g   f ea tu r e x tr ac tio n   an d   th e   ML   alg o r ith m s   em p l o y ed .   Sectio n   4   p r esen ts   th e   s im u latio n   r esu lts ,   p er f o r m an ce   a n aly s is   o f   th cl ass if ier s   u n d er   v ar i o u s   ch an n e co n d itio n s ,   a n d   a   d is cu s s io n   o n   th im p licatio n s   o f   th f in d in g s .   Fin ally ,   s ec tio n   5   co n clu d es  th p ap er ,   s u m m ar izin g   th k ey   co n tr ib u ti o n s   an d   s u g g esti n g   d ir ec tio n s   f o r   f u tu r s tu d y .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   AM C   h as  witn es s ed   co n s id er ab le  ad v a n ce m en ts ,   tr an s it io n in g   f r o m   ea r ly   an alo g   m o d u latio n   m eth o d s   to   s o p h is ticated   d ig ital  m o d u latio n   tech n iq u e s .   T h co m p lex ity   an d   d iv er s ity   o f   wir eless   co m m u n icatio n   s y s tem s   h av e   d r iv e n   co n tin u o u s   r esear ch   a n d   in n o v atio n ,   r esu ltin g   in   b r o ad   s p ec tr u m   o f   AM C   s tr ateg ie s .   T h ese  s tr at eg ies  ca n   b b r o ad ly   class if ied   in to   d ec is io n - th e o r etic  ( DT C )   o r   m ax im u m   lik elih o o d   ( ML H)   m eth o d s ,   tr an s f o r m   d o m ain   o r   wav elet  tr an s f o r m   ( W T )   m eth o d s ,   s tatis tical  m eth o d s ,   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Dev elo p men t o f m a ch i n lea r n in g   tech n iq u es fo r   a u t o ma tic  mo d u la tio n   …  ( P .   G.   V a r n a   K u ma r   R ed d y )   289   f ea tu r e - b ased   ( FB )   o r   p atter n   r ec o g n itio n   ( PR )   ap p r o ac h es .   T h is   s ec tio n   aim s   to   h ig h li g h th e   s ig n if ican co n tr ib u tio n s   m ad in   th f ield ,   ex am in t h ev o lu tio n   o f   A MC  m eth o d o lo g ies,  an d   id en ti f y   th s tr en g th s   an d   wea k n ess es o f   ea ch   ap p r o ac h .     2 . 1 .     Dec is io n - t heo re t ic/ma x i m um   lik eliho o d a pp ro a ches   DT C   o r   ML H   ap p r o ac h es  a r e   am o n g   t h m o s p o p u lar   an d   wid ely   r esear ch ed   m eth o d s   f o r   AM C .   T h ese  ap p r o ac h es  ar e   m o tiv a ted   b y   th eir   o p tim al  p e r f o r m an ce   f o r   k n o wn   ch an n el  p ar a m eter s   an d   m o d els.   T h class if icatio n   task   in   D T C   in v o lv es  two   p r im ar y   p h ases .   I n   th f ir s p h ase,   th lik elih o o d   o f   ea c h   m o d u latio n   h y p o th esis   is   ev al u ated   b ased   o n   t h o b s er v e d   s ig n al  s am p les.  Featu r es  s u ch   as  s q u ar ed   s ec o n d - o r d er   cy clic  tem p o r al,   f o u r th - o r d er   c u m u lan ts ,   m o m en ts ,   in s tan tan eo u s   am p litu d e ,   p h a s e,   f r eq u en c y ,   an d   s ig n al  co n s tellatio n s   ar u s ed   to   co n s tr u ct  lik elih o o d   r atio s   an d   d ec is io n   b o u n d ar ies.  I n   th s ec o n d   p h ase,   th ese  lik elih o o d s   ar co m p ar e d   to   d eter m i n th m o s t lik ely   m o d u latio n   s ch em e.   T ab le  1   p r esen ts   s o m o f   th e   DT C   ap p r o ac h es  f o r   AM C ,   h ig h lig h tin g   th eir   k ey   f ea tu r es,  m o d u latio n   class es,  ac cu r ac y ,   an d   th ei r   m er its   an d   d em er its .   T h ese  m eth o d s   o f f er   h ig h   ac cu r ac y   a n d   o p tim al  p er f o r m a n ce   wh en   s ig n al  p a r am eter s   ar k n o wn ,   p r o v id i n g   a   s o lid   s tatis tical  f o u n d atio n .   H o wev er ,   th e y   ar e   co m p u tatio n ally   in ten s iv e,   r e q u ir p r ec is p r io r   k n o wled g o f   s ig n al  p ar am eter s ,   an d   a r less   p r ac tical  f o r   r ea l - tim ap p licatio n s ,   b ei n g   s en s itiv to   p h ase  an d   f r eq u en c y   o f f s ets.       T ab le  1 .   L iter atu r o n   DT C /ML t ec h n iq u es   Ref .   K e y   f e a t u r e s   N a me  o f   t h e   c l a s s i f i e r   S N R   ( d B )   M o d u l a t i o n   c l a ss e s   A c c u r a c y   ( %)   P r o s   C o n s   [ 9 ]   Lo g   l i k e l i h o o d   f u n c t i o n s   A LR T   - 2 0   t o   5   B P S K ,   Q P S K   99   H i g h   a c c u r a c y   i n   l o w   S N R   e n v i r o n m e n t s   C o m p u t a t i o n a l l y   i n t e n s i v e   [ 1 0 ]   Li k e l i h o o d - r a t i o s   B a y e s   10   B P S K ,   Q P S K   90 - 1 0 0   Ef f e c t i v e   f o r   k n o w n   si g n a l   l e v e l s   R e q u i r e p r i o r   k n o w l e d g e   o f   si g n a l   l e v e l s   [ 1 1 ]   R a t i o   o f   v a r i a n c e   o f   e n v e l o p e   t o   sq u a r e   o f   m e a n   Li k e l i h o o d   7 - 10   A M ,   F M ,   S S B ,   D S B   80 - 95   S i mp l e   i mp l e m e n t a t i o n   Li mi t e d   mo d u l a t i o n   c l a ss e s   [ 1 2 ]   H i st o g r a o f   i n s t a n t a n e o u a mp ,   p h a se ,   a n d   f r e q   Li k e l i h o o d   10 - 20   A S K 2 ,   P S K 2 ,   P S K 4 ,   P S K 8 ,   F S K 2 ,   F S K 4   95 - 96   H i g h   a c c u r a c y   f o r   mu l t i p l e   m o d u l a t i o n   c l a ss e s   R e q u i r e h i g h e r   S N R   f o r   a c c u r a t e   c l a ss i f i c a t i o n   [ 1 3 ]   Li k e l i h o o d   10 - 20   A S K 2 ,   P S K 2 ,   P S K 4 ,   P S K 8 ,   F S K 2 ,   F S K 4   9 5 . 4 - 1 0 0   B r o a d   a p p l i c a t i o n   a c r o ss   m o d u l a t i o n   c l a ss e s   P e r f o r ma n c e   d e p e n d o n   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   [ 1 4 ] [ 1 5 ]   p a r a m e t e r d e r i v e d   f r o I n st a n t a n e o u s   a mp l i t u d e   a n d   p h a se   Li k e l i h o o d   10   AM - F C ,   D S B - S C ,   S S B ,   V S B ,   LSB,   U S B ,   FM   91 - 1 0 0   H i g h   a c c u r a c y   f o r   a   v a r i e t y   o f   m o d u l a t i o n   t y p e s   R e q u i r e p r e c i s e   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   [ 1 6 ] [ 1 7 ]   Q u a ss i   l i k e l i h o o d   r a t i o   o f   p h a se   Li k e l i h o o d   - 2   t o   8   B P S K ,   Q P S K   1 0 0   O p t i mal   p e r f o r m a n c e   f o r   sp e c i f i c   mo d u l a t i o n   t y p e s   Li mi t e d   t o   p h a se - mo d u l a t e d   si g n a l s   Li k e l i h o o d   25   PSK - 1 6 ,   1 6 - QAM   1 0 0   H i g h   a c c u r a c y   f o r   h i g h - o r d e r   m o d u l a t i o n   H i g h   c o m p u t a t i o n a l   c o m p l e x i t y   [ 1 8 ]   Li k e l i h o o d - r a t i o s   Q u a si - A L R T   - 1 0   t o   2   B P S K ,   Q P S K   55 - 1 0 0   R e d u c e d   c o m p u t a t i o n a l   c o m p l e x i t y   c o mp a r e d   t o   A LR T   P e r f o r ma n c e   v a r i e si g n i f i c a n t l y   w i t h   S N R   [ 1 9 ]   Li k e l i h o o d - r a t i o s   H LR T   - 2 0   t o   20   B P S K ,   Q P S K ,   O Q P S K   90   R o b u st   p e r f o r ma n c e   a c r o ss   a   r a n g e   o f   S N R s   H i g h   c o m p u t a t i o n a l   d e m a n d       2 . 2 .     T ra ns f o rm  do ma in a pp ro a ches   T r an s f o r m   d o m ain   m eth o d s   f o r   AM C   u tili ze   tech n iq u es  s u ch   as  W T   to   an aly ze   th s ig n al  in   d if f er en d o m ain s ,   allo win g   f o r   th ex tr ac tio n   o f   tr an s ien in f o r m atio n   ab o u v a r iatio n s   in   s ig n al  am p litu d e,   p h ase,   an d   f r eq u en cy .   T h ese  m eth o d s   ar ef f ec tiv in   class if y in g   s ig n als u n d er   v ar io u s   ch an n el  co n d itio n s   b u ca n   b e   in f lu e n ce d   b y   th c h o i ce   o f   tr an s f o r m   p a r am eter s   an d   th f ix ed   wi n d o w   len g th .   T a b le  2   p r esen ts   s o m e   o f   th e   tr an s f o r m   d o m ain   a p p r o ac h es  f o r   AM C ,   h ig h lig h tin g   th eir   k e y   f ea t u r es,  m o d u latio n   class es,  ac cu r ac y ,   an d   th eir   m er its   an d   d em er its .   T r an s f o r m   d o m ain   m eth o d s   o f f er   g o o d   s ig n al  an aly s is   to o f o r   tim e - v a r y in g   s ig n als   b u t r eq u ir e   ca r ef u l sele ctio n   o f   p ar am eter s   an d   ca n   b e   co m p u tatio n ally   d em a n d in g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 :   28 7 - 30 1   290   T ab le  2 .   C o m p a r ativ an aly s is   o f   tr an s f o r m   d o m ain   tech n iq u es   Ref .   K e y   f e a t u r e s   N a me  o f   t h e   c l a ss i f i e r   S N R   ( d B )   M o d u l a t i o n   c l a sses   A c c u r a c y   ( %)   P r o s   C o n s   [ 2 0 ]   S p e c t r o g r a ms   R u l e   b a se d   2   B A S K ,   B F S K ,   4 F S K   90   S i mp l e   i mp l e m e n t a t i o n   Li mi t e d   t o   sp e c i f i c   S N R   [ 2 1 ]   I n st a n t a n e o u s   f r e q u e n c y ,   m a i n - l o b e   w i d t h s ,   p e a k   t o   si d e - l o b e   r a t i o   S TFT   0 - 12   A S K ,   M - a r y   F S K ,   PSK   90 - 1 0 0   H i g h   a c c u r a c y   F i x e d   w i n d o w   l e n g t h   l i mi t s   d e t e c t i o n   [ 2 2 ]   S mo o t h - w i n d o w e d   W i g n e r   V i l l e   b i s p e c t r u m   R u l e   b a se d   0 - 26   A S K ,   M - a r y   F S K   80 - 95   Ef f e c t i v e   a c r o ss   w i d e   S N R   r a n g e   C o m p u t a t i o n a l l y   c o m p l e x   [ 2 3 ]   I n st a n t a n e o u s   f r e q u e n c y   S - t r a n sf o r ( S T)   3 - 15   C P ,   LF M ,   B F S K ,   B P S K   9 7 . 2 5   H i g h   a c c u r a c y   Li mi t e d   t o   sp e c i f i c   mo d u l a t i o n s   [ 2 4 ]   N u mb e r   o f   p e a k s   S TFT,  H T   2   Li n e a r   a n d   n o n - l i n e a r   F M   -   Ef f e c t i v e   f o r   FM   s i g n a l s   Li mi t e d   t o   F M   si g n a l s   [ 2 5 ]   I n st a n t a n e o u s   a mp l i t u d e ,   f r e q u e n c y   W T,   S T   10 - 15   A M ,   F M ,   M A S K ,   M F S K ,   P S K   ( M = 2 , 4   a n d   8 )   99 - 1 0 0   H i g h   a c c u r a c y   f o r   a   v a r i e t y   o f   mo d u l a t i o n   t y p e s   C o m p u t a t i o n a l l y   i n t e n si v e   [ 2 6 ]   Ti me - f r e q u e n c y   c o n t o u r ( TFC)   M o d i f i e d   S T   - 10  t o   2 0   M A S K ,   M F S K ,   P S K   ( M = 2 , 4   a n d   8 )   -   Ef f e c t i v e   f o r   l o w   S N R   Li mi t e d   mo d u l a t i o n   c l a sses   [ 2 7 ]   TFC,   S c a l o g r a ms   M o d i f i e d   S T   - 20  t o   2 0   -   -   Ef f e c t i v e   f o r   a   w i d e   r a n g e   o f   S N R s   C o m p l e x   i mp l e m e n t a t i o n   [ 2 8 ]   h i g h e r - o r d e r   st a t i st i c s   ( H o S ) ,   TFC   M o d i f i e d   S T,   F F T   0   t o   20   M A S K ,   M F S K ,   P S K   ( M = 2 , 4   a n d   8 )   90 - 1 0 0   H i g h   a c c u r a c y   H i g h   c o m p u t a t i o n a l   c o m p l e x i t y       2 . 3 .     St a t is t ica m et ho ds   Statis t ical  m eth o d s   f o r   AM C   f o cu s   o n   e x tr ac tin g   m o d u latio n   ty p es  b y   lev er ag in g   th e   Ho S o f   s ig n als,  s u ch   as  m o m en ts   a n d   c u m u lan ts ,   in   th eir   c o m p lex   en v e lo p es.  T h ese  m eth o d s   ca n   c lass if y   s ig n als  b y   co n s id er in g   n o n - lin ea r ity   p r o p er ties   an d   cy clo s tatio n ar y   s ta tis tics .   W h ile  th ey   ar r o b u s to   v ar io u s   ch an n e l   co n d itio n s ,   th eir   p e r f o r m an ce   is   h ea v ily   d ep en d e n o n   th s elec tio n   o f   th r ig h f ea t u r s et.   T ab le  3   p r esen ts   s o m o f   th s tatis tical  ap p r o ac h es  f o r   AM C ,   h ig h lig h tin g   t h eir   k ey   f ea tu r es,  m o d u latio n   class es ,   ac cu r ac y ,   an d   th eir   m er its   an d   d e m er i ts .   Statis t ical  m eth o d s   ar e   r elativ ely   ea s y   to   im p lem en t   an d   p r o v id q u ick   r ec o g n itio n   o f   m o d u latio n   ty p es,  b u t c ar ef u f ea tu r s elec tio n   is   cr u cial  f o r   o p tim al  p e r f o r m an ce .       T ab le  3 .   Statis tical  m eth o d s   R e f .   K e y   f e a t u r e s   S N R   ( d B )   M o d u l a t i o n   c l a sses   A c c u r a c y   ( %)   P r o s   C o n s   [ 2 9 ]   h i g h e r - o r d e r   c o r r e l a t i o n   ( H O C o )   - 3   t o   6   M F S K   55 - 95   R o b u st   t o   f r e q u e n c y   o f f set   e r r o r s   Li mi t e d   t o   sp e c i f i c   mo d u l a t i o n   t y p e s   [ 3 0 ]   H O C o ,   a v e r a g e   l i k e l i h o o d - r a t i o   f u n c t i o n   ( A LF)   - 6   t o   10   M F S K   20 - 95   Ef f e c t i v e   f o r   M F S K   si g n a l s   P e r f o r ma n c e   v a r i e si g n i f i c a n t l y   w i t h   S N R   [ 3 1 ]   H O C o   4 - 12   M F S K   65 - 99   H i g h   a c c u r a c y   i n   sp e c i f i e d   S N R   r a n g e   Li mi t e d   m o d u l a t i o n   c l a ss e s   [ 3 2 ]   M o me n t s   - 5 . 8   t o   5 . 5   2 A S K ,   2 P S K ,   4 P S K ,   M S K ,   2 F S K   9 7 . 9 - 1 0 0   H i g h   a c c u r a c y   a c r o ss   m u l t i p l e   mo d u l a t i o n s   R e q u i r e p r e c i s e   m o me n t   c a l c u l a t i o n   [ 3 3 ]   M o me n t s   - 1 0   t o   10   M P S K   50 - 95   Ef f e c t i v e   f o r   M P S K   si g n a l s   S e n s i t i v e   t o   n o i s e   a t   l o w e r   S N R s   [ 3 4 ]   C y c l i c   c u mu l a n t s   3   M P S K ,   M S K   40 - 1 0 0   H i g h   a c c u r a c y   a t   sp e c i f i e d   S N R   P e r f o r ma n c e   d e p e n d s   o n   c y c l i c   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   [ 3 5 ]   HOC   - 5   t o   25   P A M ,   Q A M ,   M P S K   55 - 1 0 0   B r o a d   a p p l i c a b i l i t y ,   h i g h   a c c u r a c y   R e q u i r e l a r g e   n u m b e r   o f   sy m b o l s f o r   h i g h   a c c u r a c y   [ 3 6 ]   HOC   5 ,   1 0   Q A M ,   P S K ,   A S K   55 - 95   Ef f e c t i v e   f o r   Q A M   a n d   P S K   P e r f o r ma n c e   d r o p s a t   l o w e r   S N R s   [ 3 7 ]   HOC   5 , 7 , 1 0   4 - Q A M ,   1 6 - QAM   8 4 . 5 - 99   H i g h   a c c u r a c y   f o r   QAM   Li mi t e d   t o   Q A M   si g n a l s   [ 3 8 ]   HOC   - 1 0   t o   10   16 - Q A M , 6 4 - Q A M ,   B P S K ,   Q P S K   45 - 90   B r o a d   mo d u l a t i o n   c l a ss   c o v e r a g e   P e r f o r ma n c e   d r o p si g n i f i c a n t l y   a t   l o w e r   S N R s       2 . 4 .     F e a t ure - ba s ed  a pp ro a c hes   T h lim itatio n s   o f   DT C   an d   s tatis tical  ap p r o ac h es  h av led   to   th d ev elo p m en o f   FB   ap p r o ac h es,  wh ich   p r o v id s u b o p tim al  p er f o r m an ce   with   f ewe r   c o m p u tatio n s   an d   d o   n o r eq u i r p r io r   in f o r m atio n   a b o u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Dev elo p men t o f m a ch i n lea r n in g   tech n iq u es fo r   a u t o ma tic  mo d u la tio n   …  ( P .   G.   V a r n a   K u ma r   R ed d y )   291   th s ig n al  an d   ch a n n el.   T h es ap p r o ac h es  ar p r ac tically   r ea lizab le  an d   ca n   wo r k   u n d er   d if f er e n n o is y   co n d itio n s .   FB   ap p r o ac h es a r e   b r o ad l y   ca teg o r ize d   in to   ML   ap p r o ac h es,  d ee p   lear n in g   a p p r o ac h es,  an d   n eu r al   n etwo r k   m eth o d s .   T h e   p e r f o r m an ce   o f   FB   ap p r o ac h es  d ep e n d s   o n   th e   ch o ice  o f   th e   f ea t u r s et  d e r iv ed   f r o th s ig n als.  T ab le  4   p r esen ts   s o m o f   th FB   ap p r o ac h es  f o r   AM C ,   h ig h lig h tin g   t h eir   k ey   f ea tu r es,  m o d u latio n   class es,  ac cu r ac y ,   an d   t h eir   m e r its   an d   d em er i ts .   FB   ap p r o ac h es  elim in ate  th n ee d   f o r   p r i o r   k n o wled g e,   m ak in g   t h em   s u itab le  f o r   d y n am ic  an d   n o is y   en v ir o n m e n ts .   Ho wev er ,   th ch o ice  o f   f ea tu r s et  is   cr u cial  f o r   t h eir   ef f ec tiv e n ess .       T ab le  4 .   Patter n   r ec o g n itio n   m eth o d s   R e f .   K e y   f e a t u r e s   S N R   ( d B )   M o d u l a t i o n   c l a sses   A c c u r a c y   ( %)   P r o s   C o n s   [ 3 9 ]   2 D   f u z z y   s e t s   6 - 14   1 6 Q A M ,   3 2 Q A M   80 - 95   B e t t e r   p e r f o r ma n c e   o v e r   t r a d i t i o n a l   M L   i n   n o i s y   e n v i r o n m e n t s   Li mi t e d   t o   t w o -   c l a ss   p r o b l e m   [ 4 0 ]   S t a t i st i c a l   mo m e n t s   >5   A S K ,   M F S K ,   P S K ,   1 6 Q A M   82 - 96   Lo w   c o m p l e x i t y ,   n o   p r i o r   a w a r e n e ss  o f   S N R   r e q u i r e d   R e q u i r e h i g h e r   S N R   f o r   p r o p e r   f u n c t i o n   [ 4 1 ]   Tw o - l a y e r   p e r c e p t r o n   w i t h   b a c k p r o p a g a t i o n   N o t   sp e c i f i e d   R e c t - Q P S K ,   si n c - Q P S K ,   S Q P S K ,   M S K   80 - 95   N o   s y n c h r o n i z a t i o n   w i t h   si g n a l   a r r i v a l   t i me  n e e d e d   I n a d e q u a t e   p e r f o r m a n c e   a t   l o w e r   S N R s   [ 4 2 ]   N N   w i t h   H O S   p a r a m e t e r s   0 - 20   2 , 4 , 8 - P S K ,   2 , 4 , 8 - F S K ,   1 6 , 6 4 , 2 5 6 -   QAM   75 - 95   Ef f e c t i v e   i n   v a r y i n g   p r o p a g a t i o n   e n v i r o n m e n t s   P e r f o r ma n c e   d e g r a d e i n   mu l t i p a t h   e n v i r o n m e n t s   [ 4 3 ]   B i n a r y   f e a t u r e   v e c t o r s fr o m   T - i ma g e s   N o t   sp e c i f i e d   B P S K ,   F M C W ,   F r a n k ,   P 4 ,   P T1   93   A u t o n o m o u s PR   a l g o r i t h m   P o o r e r   p e r f o r ma n c e   w i t h   a d a p t i v e   b i n a r i z a t i o n   [ 4 4 ]   M u l t i p l i c a t i o n   o f   c o n se c u t i v e   si g n a l   v a l u e s   0   2 A S K ,   4 A S K ,   P S K 2 ,   P S K 4 ,   1 6 Q A M   5 0   a t   0   dB   B e t t e r   p e r f o r ma n c e   t h a n   t r a d i t i o n a l   M L   c l a ss i f i e r s   I n a d e q u a t e   a t   0   d B   S N R   f o r   p r a c t i c a l   a p p l i c a t i o n s   [ 4 5 ]   S e v e n   s t a t i s t i c a l   si g n a l   f e a t u r e s   N o t   sp e c i f i e d   C W ,   A M ,   LSB ,   U S B ,   FM - N B ,   2 F S K ,   4 F S K ,   2 P S K ,   4 P S K   75 - 95   S u p e r i o r   t o   D T   b a se d   c l a ss i f i e r s a t   l o w e r   S N R s   N o   Q A M   si g n a l s   i n c l u d e d   [ 4 6 ]   W c o e f f i c i e n t s   10   2 A S K ,   4 A S K ,   2 F S K ,   4 F S K ,   2 P S K ,   4 P S K ,   M S K ,   1 6 Q A M   75 - 95   B e t t e r   p e r f o r ma n c e   a t   1 0   d B   S N R   I n a d e q u a t e   a t   S N R   l e ss  t h a n   1 0   dB   [ 4 7 ]   B o o t s t r a p   t e c h n i q u e   a n d   r a d i a l   b a si s   f u n c t i o n   N N   Lo w   V a r i o u a n a l o g   a n d   d i g i t a l   80 - 95   Ef f e c t i v e   i n   l o w   S N R   a n d   f a d i n g   c h a n n e l s   Li mi t e d   m o d u l a t i o n   c l a ss e i n v e s t i g a t e d       T h is   s u r v ey   u n d er s co r es  th n ee d   f o r   f u r t h er   r esear ch   to   en h an ce   AM C   p er f o r m an ce   in   d y n am ic  an d   n o is y   en v ir o n m e n ts ,   ad d r ess in g   th lim itatio n s   id e n tifie d   in   ex is tin g   ap p r o ac h es.  T h is   wo r k   aim s   to   en h an ce   AM C   u s in g   ML   tech n iq u es  b y   f o c u s in g   o n   r o b u s f ea tu r ex tr ac tio n   an d   s elec tio n ,   i m p lem en tin g   d iv er s e   class if ier s   s u ch   as  SVM,   K NN,   an d   en s em b le  class if ier s .   E x ten s iv d atasets   an d   d ata  au g m e n tatio n   tech n iq u es  will  b em p lo y e d   f o r   tr ain in g   a n d   v alid atio n   to   i m p r o v g en er aliza tio n .   Per f o r m an ce   o p tim izatio n   wi ll  tar g et  h y p er p ar am eter   tu n in g   an d   h a n d lin g   class   im b alan ce s   to   ac h iev b alan ce   b etwe en   ac cu r ac y   an d   co m p u tatio n al  e f f icien cy .       3.   M E T H O D   T h is   s ec tio n   p r esen ts   th d etailed   f r am ewo r k   u s ed   in   th is   p a p er   f o r   AM C   an d   d escr ib es  th d if f er en t   ty p es o f   ML   alg o r ith m s   em p l o y ed .     3 . 1 .     F r a m ewo r k   Fig u r 1   illu s tr ates  th o v er all  f r am ewo r k   o f   th p r o p o s ed   AM C   u s in g   ML   tec h n iq u es.  I n   th is   f r am ewo r k ,   th er ar e   s ev er al  im p o r tan s tep s   th at  im p r o v ac cu r ac y   an d   ef f icien c y   in   th d etec tio n   an d   class if icatio n   o f   v ar io u s   m o d u latio n   class   ty p es  f r o m   th e   r ec eiv ed   n o is y   d ata.   T h m ajo r   task s   an d   s tep s   in   th is   p r o p o s ed   f r am ewo r k   ar d etailed   in   s u b s ec tio n s   b elo w .     3 . 1 . 1 .   Da t a   s et   g ener a t io n wi t h SDR  t estbed   I n   m o d er n   co m m u n icatio n   s y s tem s ,   o b tain in g   r ea lis tic  d atasets   f o r   AM C   is   cr u cial  f o r   d ev elo p in g   r o b u s ML   m o d els.  SDR   te s tb ed   p r o v id es  t h f le x ib ilit y   an d   c o n tr o l   n ee d ed   f o r   r ea l - ti m d ataset  cr ea tio n .   T h u s o f   two   u n iv er s al  s o f t war r ad io   p e r ip h er als  ( USR Ps )   in   th test b ed   s etu p   allo ws  f o r   co n tr o lled   s ig n al  tr an s m is s io n   an d   r ec ep tio n ,   en ab lin g   th g e n er atio n   o f   d iv e r s s et  o f   m o d u lated   s ig n al  class es u n d er   v ar y in g   ch an n el  c o n d itio n s .   T h is   s etu p   is   ess en tial  f o r   b u ild i n g   d ataset  th at  m im ics  r ea l - w o r ld   c o n d itio n s   a n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 :   28 7 - 30 1   292   s u p p o r ts   th d e v elo p m e n o f   ef f ec tiv AM C   alg o r ith m s .   Fig u r e   2   p r esen ts   th SDR   t estb ed   f o r   d ataset  g en er atio n   [ 4 8 ] .   T h e   SDR   test b ed   co m p r is es  two   USR Ps ,   wh er o n ac ts   as  th e   tr an s m i tter   an d   th o th er   as  th r ec eiv e r .   T h SDR   p latf o r m   p r o v id es  a   f le x ib le  way   to   g en er ate,   m an ip u late,   an d   a n al y ze   r a d io   s ig n als   in   s o f twar e,   m ak in g   it  h ig h l y   a d ap tab le  f o r   ex p er im en tatio n   an d   d ataset  cr ea tio n .   T h e   tr an s m itter   USR i s   p r o g r a m m ed   t o   g en e r ate  d if f e r en class es  o f   m o d u lated   s ig n als  s u ch   as  M - ar y   P SK  ( M= 2 ,   4 ,   an d   8 ) ,   4 - QAM ,   16 - QAM ,   an d   6 4 - QAM .   T h es s ig n als  ar tr an s m itted   o v er   th air   in   r ea l - tim to   th r ec e iv er   USR P,  wh ich   ca p tu r es th s ig n als f o r   an aly s is   an d   s to r ag e.           Fig u r 1 .   Fra m ewo r k   f o r   AM C           Fig u r 2 .   SDR   t estb ed   f o r   AM C   d ataset  cr ea tio n       T o   s im u late  r ea l - w o r ld   c o m m u n icatio n   e n v ir o n m en ts ,   AW GN  is   in tr o d u ce d   d u r in g   th e   tr an s m is s io n   p h ase.   T h is   n o is m im ics  th e   b ac k g r o u n d   in ter f er en ce   co m m o n ly   f o u n d   in   wir eless   co m m u n icatio n   ch an n els.   I n   ad d itio n   to   AW GN,   f ad in g   n o is is   g e n er ate d   b y   v ar y in g   th d is tan ce   b etwe en   th e   tr an s m itter   an d   r ec eiv er .   As  th d is tan ce   in cr ea s es,  s ig n al  s tr en g th   wea k e n s ,   in tr o d u cin g   f ad i n g   ef f ec ts   s u ch   as  m u ltip ath   in ter f er e n ce   an d   s ig n al  atten u atio n ,   wh ic h   ar co m m o n   i n   r ea co m m u n icatio n   s ce n ar i o s .   T h v ar iatio n   in   d is tan ce ,   co m b in ed   with   th in tr o d u cti o n   o f   AW GN,   allo ws  f o r   th cr ea tio n   o f   r ea lis tic  s ig n al  en v ir o n m en ts .   T h ese  ch an g es  s im u late  d if f er e n p r o p ag atio n   c o n d itio n s ,   s u ch   as  th o s en c o u n ter e d   in   u r b a n ,   r u r al,   o r   in d o o r   en v ir o n m en ts ,   wh er s ig n als  m ay   ex p e r ien ce   v a r y in g   lev els o f   f ad i n g   a n d   in ter f er en ce .   At  th r ec eiv er   USR P,  th tr an s m itted   s ig n als   n o em b e d d ed   with   n o is an d   f ad in g   ef f ec ts   ar e   ca p tu r ed .   T h e   r ec eiv e d   s ig n als   ar s to r e d   i n   r ea l   tim e,   a n d   th i s   p r o ce s s   is   r ep ea te d   f o r   ea ch   class   o f   m o d u lated   s ig n als  at  d if f er e n SNR   lev els.  B y   s y s tem atica lly   ad ju s tin g   th e   SNR ,   th d ataset  ca p t u r es  s ig n als  u n d er   v ar io u s   n o is co n d itio n s ,   e n a b lin g   th e   AM C   s y s tem   to   b tr ain ed   a n d   e v alu ated   u n d er   r ea lis tic  co n d itio n s .   T h is   ap p r o ac h   en s u r es  th at  t h m ac h in e   lear n in g   m o d els  ca n   g en e r alize   well  to   d if f er en co m m u n icatio n   en v ir o n m en ts .   T h r e p ea ted   p r o ce s s   o f   t r an s m itti n g   a n d   r ec eiv in g   s ig n als  u n d e r   v a r y in g   c o n d itio n s   r esu lts   in   d iv er s d ataset,   co n tain in g   s ig n als  with   d if f er en m o d u latio n   s ch em es,  n o is lev els,  an d   ch an n el  im p air m en ts .   T h is   d ataset  is   th en   lab eled   ac co r d in g   t o   th e   m o d u latio n   t y p an d   SNR   v alu es,  p r o v id i n g   a   co m p r eh e n s iv tr ain in g   s et  f o r   th AM C   alg o r ith m s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Dev elo p men t o f m a ch i n lea r n in g   tech n iq u es fo r   a u t o ma tic  mo d u la tio n   …  ( P .   G.   V a r n a   K u ma r   R ed d y )   293   3 . 1 . 2 .   F ea t ure  e x t ra ct i o a nd   m o del selec t io n   I d ir ec tly   ex tr ac ts   f ea tu r es,  wh i ch   in clu d am p litu d e ,   p h a s e,   an d   f r eq u e n cy   ch ar ac te r is tics   o f   th tim e - d o m ain   s ig n al.   All  o f   th ese  f ea tu r es  ca tch   s o m o f   th ess en tial  p r o p er ties   o f   th s ig n al  u s ef u f o r   class if icatio n .   Fre q u en cy - d o m ain   f ea tu r es  g iv i n f o r m atio n   r eg ar d in g   th c o m p o n en ts   th at   co n s titu te  s ig n al  an d   th eir   d is tr ib u tio n .   C o n s id er   h ig h er - o r d er   s tatis tics ,   s u c h   as  cu m u lan ts   an d   m o m en ts ,   wh ich   ca p tu r e   th e   n o n lin ea r   r elatio n s h ip   an d   d ep en d e n cies  in   th e   s ig n al   to   p r o v id m o r d is cr im in ativ f ea tu r es  f o r   class if icatio n .   I n   th m o d el   s elec tio n   p h ase,   a p p r o p r iate  m a ch in lear n i n g   alg o r ith m s   f o r   AM C   ar s elec ted .   T h ch o ice  o f   alg o r ith m   d ep en d s   o n   th n atu r o f   th class if icatio n   task   an d   s p ec if ic  n ee d s   f r o m   th e   d ataset.     3 . 1 . 3 .   M o del  t ra ini ng   At  th is   s tag e,   7 0 %,  1 5 %,  an d   1 5 o f   th d ataset  will  b u s ed   f o r   tr ai n in g ,   v alid atio n ,   a n d   test in g ,   r esp ec tiv ely .   T h e   m o d els  will  b tr ain e d   o n   th e   tr ain in g   s et.   C r o s s - v alid atio n   will  b e   u s ed   to   tu n e   th e   h y p er p ar am eter s ,   an d   t h b est  m o d el  will  b ch o s en   b ased   o n   v alid atio n   p er f o r m an ce .   Fin a lly ,   th test   s et   p er f o r m an ce   will b ev al u ated   with   th m o d el.     3 . 1 . 4 .   M o del  e v a lua t io n   I n   th is   s tag e,   test   th tr ain ed   m o d els  o n   th test   s et,   ev alu atin g   th em   b y   m etr ics  s u ch   as  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   th F1 - s co r e.   C o m p ar th d if f er e n m o d els  b u ilt  to   d eter m i n wh ich   is   th b est   alg o r ith m   f o r   p ar ticu lar   m o d u latio n   s ch em to   ac h iev o p tim u m   p er f o r m a n ce   in   p r ac tice.     3 . 2 .     Dec is io t rees   DT s   ar p o p u lar   n o n - lin ea r   p r ed ictio n   m o d els  in   ML   a n d   d ata  m in in g ,   u s ed   f o r   eith e r   cla s s if icatio n   o r   r eg r es s io n   p r o b lem s .   T h e   b asic  id ea   o f   DT   i s   to   r e cu r s iv ely   p ar titi o n   th g iv en   d ataset  in to   n o n - o v er lap p i n g   s u b s ets  b ased   o n   th m o s im p o r tan f ea t u r es  [ 4 9 ] .   I n   DT s ,   tr ee   s tr u ctu r e   is   m ad wh er th e   in ter n al  n o d wh ich   ev er y   n o d o f   DT   r e p r esen ts   f ea tu r e   an d   ea c h   b r an ch   r ep r esen ts   p o s s ib le  o u tco m o f   th at   f ea tu r e.   T h lea v es  o f   th t r ee   r e p r esen f in al  class   o r   v alu p r ed ictio n s .   T h e   p r o ce s s   o f   p a r titi o n in g   co n tin u es  u n til  eith er   th d ata   v alu es  ar e   s ep ar ated   o r   s o m e   cr iter ia,   lik e   m ax im izin g   th e   d ep th   o f   th e   tr ee ,   m in im izin g   th s am p les  p er   leaf   o r   s o   f o r th ,   is   m et  o r .   I allo ws  th m o d el  to   m ak p r e d ictio n s   b y   f o llo win g   th r o u g h   th e   b r a n ch es  o f   th t r ee   b ased   o n   f ea tu r v alu es  u n til  it  ar r iv es  at   leaf   t h at  co n tain s   class   o r   esti m ated   v alu to   p r ed ic t.  T h DT   s h o u ld   b ea s ily   in ter p r etab le  an d   tr a n s p ar en t,  wh ich   is   u s ef u f o r   in tu itiv ely   ex p lain i n g   w h y   th m o d el  m ak es  ce r tain   d ec is io n s .   T h ey   h elp   ex p lain   h o w   d if f er e n f ea tu r es   co n tr ib u te   to   m ak in g   a   p r e d i ctio n ,   th u s   m ak i n g   t h p r ed i ctio n   tr an s p a r en a n d   tr u s tw o r th y .   DT s   ca n   b e   ap p lied   to   b o t h   n u m e r ical  an d   ca teg o r ical  d ata  an d   ca n   w o r k   with   o u tlier s .   DT s   ar h i g h ly   v u l n er ab le  to   o v er f itti n g ,   esp ec ially   wh en   a   tr ee   is   p ar ticu lar ly   d ee p .   T h e y   m ay   also   s h o h ig h   v ar ian ce ,   wh er eb y   s m all   ch an g es  in   th e   d ata  lead   to   q u ite  d if f er en tr ee s .   So m f ea tu r es  o f   s o m d if f er e n DT   cl ass if ier s   r eg ar d in g   m ax im u m   d ep th ,   class if icatio n   s p ee d ,   class if y in g   ac c u r ac y ,   an d   f lex ib ilit y .   T h f in DT   class if ier ,   w ith   m ax im u m   d ep t h   o f   1 0 0 ,   is   th e - f astes cla s s if y in g ,   ac cu r ate,   an d   h ig h l v iab le  o n e.   T h m ed iu m   DT   class if ier   h as  m ax im u m   d ep th   o f   2 0 it  is   also   f ast  in   class if icatio n ,   ac cu r ate ,   b u with   m ed iu m   f lex ib ilit y .   L ast  b u n o least,  t h co a r s DT   class if ier   h as  m a x im u m   d e p th   o f   4 ;     its   clas s if icatio n   is   s til l f ast,  b u t it  is   m ed iu m   in   ac c u r ac y   a n d   lo in   f lex i b ilit y .     3 . 3   K - nea re s t   neig hb o rs   KNN  is   s im p le,   h en ce   ef f ec tiv e,   n o n p a r am etr ic  class if icatio n   an d   r eg r ess io n   alg o r it h m .   KNN   o p er ates  b ased   o n   th s im ilar ity   p r in cip le:  class if y in g   d ata   p o in b y   co n s id er in g   th m aj o r ity   class   am o n g s its   n ea r est  n eig h b o r s .   Fo r   clas s if icatio n ,   KNN  ass ig n s   cla s s   to   q u er y   p o in b ased   o n   th m ajo r ity   class   o f   its   KNN   [ 4 9 ] .   T h v alu o f   K   tu r n s   in to   v e r y   im p o r tan h y p er p a r am eter .   s m all  th e n   r en d e r s   th m o d el   s en s itiv to   n o is e,   w h ile  lar g p r o v id es  s m o o th e r   d ec is io n   b o u n d ar y   b u p r o b a b ly   at  an   ad d itio n al   co m p u tatio n al  c o s t.  So m o f   th ad v a n tag es  o f   KNN  i n clu d h o ea s y   it  is   to   im p lem en an d   g et  in ter p r etab ilit y   o f   r esu lts ,   h an d le  n o n lin ea r   r elatio n s h ip s ,   an d   it  g en er ally   f ar es  well  with   m u lti - clas s   p r o b lem s .   On   th o th er   s id e,   it  ca n   b co m p u tatio n ally   r a th er   ex p en s iv o n   lar g d atas ets,  is   s en s itiv to   o u tlier s ,   an d   r e q u ir es  p r o p er   s ca lin g   o f   f ea tu r es  f o r   o p tim a p er f o r m an ce .   C lass if icatio n s   o f   d if f er en t   KNN   class if ier s   b a s ed   o n   th n u m b e r   o f   n ei g h b o r s   ( K)   an d   d is tan c f u n ctio n   u s ed .   T h f in KNN  class if ier   u s es  1   n eig h b o r   with   th e   E u clid ea n   d is tan ce   f u n ctio n .   T h m e d iu m   KNN  class if ier   u s es  1 0   n eig h b o r s ,   a ls o   with   th E u clid ea n   d is tan ce   f u n ctio n .   T h c o ar s KNN  class if ier   u s es  1 0 0   n eig h b o r s   with   th s am d is tan ce   f u n ctio n .   T h co s in KN class if ier   m ak es  u s o f   1 0   n eig h b o r s   with   th e   co s in d is tan ce   f u n ctio n ,   an d   th cu b ic  KNN  clas s if ier   u s es  1 0   n eig h b o r s   with   th Min k o wsk d is tan ce   f u n ctio n .   Fin ally ,   t h weig h ted   KNN  class if ier   u s es  1 0   n eig h b o r s   with   a   weig h ted   E u clid ea n   d is tan ce   f u n ctio n   b y   1 /d ².       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 :   28 7 - 30 1   294   3. 4 .     Su pp o rt   v ec t o ma chine   SVM  is   p o wer f u s u p er v is e d   lear n in g   alg o r ith m   u s ed   f o r   b o th   class if icatio n   an d   r e g r ess io n   task s .   SVM  aim s   to   f in d   th o p tim al  h y p er p lan th at  b est  s ep ar ates  th d ata  in to   d if f er en class es.  T h d etailed   wo r k in g   a n d   ch a r ac ter is tics   o f   SVM  ar as  f o llo ws:   SVM s   f in d   an   o p tim al  h y p er p lan t o   class if y   d a ta,   u s in g   k er n el  f u n ctio n s   f o r   n o n - lin ea r   s ep ar ab ilit y ,   an d   p er f o r m   ef f ec tiv ely   in   h ig h - d im en s io n al  s p ac es  with   r o b u s t   g en er aliza tio n .   SVM  ca n   b s en s itiv to   n o is y   d ata,   r eq u ir e s   ca r ef u tu n in g   o f   h y p er p ar a m eter s ,   an d   ca n   b co m p u tatio n ally   ex p e n s iv f o r   lar g d atasets   [ 5 0 ] .   T h class if icatio n   o f   SVM  class if ier s   b ased   o n   s p ee d ,   m e m o r y   u s ag f o r   b in ar y   an d   m u lti - class   class if icatio n ,   an d   f lex ib ilit y .   T h lin ea r   SVM  class if ier   is   f ast,  with   m ed iu m   m em o r y   u s ag f o r   b o th   b in ar y   an d   m u lti - class   task s ,   b u o f f er s   lo f lex ib ilit y .   B o th   th c u b ic  an d   q u ad r atic  SVM  clas s if ier s   ar also   f ast,   with   m ed iu m   m em o r y   u s ag f o r   b in ar y   class if icatio n   an d   la r g m em o r y   u s ag f o r   m u lti - c lass   clas s if icatio n ,   p r o v id i n g   m ed iu m   f lex i b ilit y .   T h e   f in e   g au s s ian   SVM  clas s if ier   m ain tain s   f ast  s p ee d   an d   m ed i u m   m em o r y   u s ag f o r   b in ar y   task s ,   with   lar g m em o r y   u s ag f o r   m u lti - cl ass   task s ,   an d   o f f er s   h ig h .     3. 5 .     E ns em ble  cl a s s if iers   E n s em b le  lear n in g   is   p o we r f u m eth o d   o f   ML   wh er s e v er al  m o d els  ar c o m b in e d   t o g eth er   in   o r d er   to   h av m o r ac cu r ate   an d   r eliab le  p r ed ictiv m o d el .   I n h er e n in   th u s o f   d if f e r en m o d els  is   th eir   co llectiv k n o wled g e   to   im p r o v e   g en er al   p e r f o r m an ce   an d   r e d u ce   th r is k   o f   o v er f itti n g .   Ke y   e n s em b le  m eth o d s   in cl u d b ag g i n g   an d   b o o s tin g .   T h b ag g in g /b o o ts tr ap   ag g r eg atin g   tech n iq u e   is   b ased   o n   tr ain in g   s ev er al  m o d els  i n   d i f f er en t   s u b s ets  o f   th tr ain i n g   s et,   cr e ated   b y   b o o ts tr ap p in g ,   a n d   th en   ag g r eg atin g   th e   p r ed ictio n s   o f   th ese  m o d els  th r o u g h   av er ag o r   m ajo r ity   v o te.   B ag g in g   r ed u ce s   v ar ian ce   an d   m ak es  th m o d els  m o r e   s tab le.   B o o s tin g ,   o n   t h o t h er   h a n d ,   d ea ls   with   th s eq u e n tial  tr ain in g   o f   wea k   m o d els  s o   th at   ev er y   s u b s eq u e n m o d el  g iv e s   m o r weig h to   th in s tan c es  m is clas s if ied   b y   p r ev io u s   m o d els.  T h f in a l   p r ed ictio n   is   a   weig h ted   s u m   o f   th i n d iv id u al  m o d els  th en ,   g iv in g   m o r e   weig h to   th o s p er f o r m in g   well  o n   h ar d   ex a m p les.  E n s em b le  m eth o d s   g en e r ally   p r o v id b et ter   p er f o r m an ce   t h an   in d iv id u al  m o d els,  r e d u ce   o v er f itti n g ,   a n d   in c r ea s m o d el  r o b u s tn ess   [ 5 1 ] ,   [ 5 2 ] .   E n s e m b le  m eth o d s   ca n   b co m p u t atio n ally   in ten s iv e,   co m p lex   to   im p lem en t,  a n d   h a r d er   to   i n ter p r et  th a n   s in g le  m o d els.   T h class if icatio n   o f   v a r io u s   en s em b le  class if ier s   is   as  f o llo ws.  T h e   b o o s ted   class if ier   u s es  th e   Ad aBo o s en s em b le  m eth o d   with   DT s   as  wea k   lear n er s ,   o f f er in g   h ig h   f lex i b ilit y .   T h e   b ag g in g   class if ier   em p lo y s   th r an d o m   f o r es m eth o d ,   also   with   DT s   as   wea k   lear n er s ,   an d   p r o v id es  h ig h   f lex ib ilit y .     T h s u b s p ac d is cr im in an class if ier   u s es   th s u b s p ac m et h o d   with   d is cr im in an an aly s is   as  wea k   lear n er s ,   p r o v id i n g   m ed iu m   f lex ib ilit y .   L astl y ,   th s u b s p ac e   class if ier   u tili ze s   th Su b s p ac m et h o d   with   KNN  as  wea k   lear n er s ,   o f f e r in g   m ed iu m   f lex ib ilit y .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O NS   T h p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   DT ,   KN N,   SVM,   a n d   en s em b le - b ased   ML   cla s s if ier s   i s   th o r o u g h ly   ev alu ated   u n d er   n o n - id ea l   ch an n el  co n d itio n s ,   s im u latin g   r ea l - wo r ld   s ce n ar io s   with   s ig n als  s u b jecte d   to   n o is an d   c h an n e im p air m en ts .   T h e   m o d u latio n   s ch em es  co n s id er e d   f o r   th s im u latio n s   in clu d e   M - a r y   PS ( M= 2 ,   4 ,   an d   8 ) ,   4 - QAM ,   1 6 - QAM ,   an d   6 4 - QAM ,   cr ea tin g   co m p r eh en s iv test   b ed   f o r   ass es s in g   th class if ier s   ef f ec tiv en ess   u n d er   d iv er s co n d itio n s .   T h m o d u latio n   class if icatio n   d ataset  is   well - d esig n ed   to   in clu d wid v ar iety   o f   SNR   v alu es  r an g i n g   f r o m   - 3 0   d B   to   +3 0   d B .   T h is   r an g co v er s   v er y   n o is y   co n d itio n s   an d   id ea o n es,  h en ce   p r o d u cin g   a   s o lid   b ase  f o r   b o th   th tr ain in g   an d   test in g   o f   m ac h in lear n in g   m o d els.  T h i s   en s u r es  th at  th s am p led   SN R   lev els  ar with in   th 3 0   d B   to   +3 0   d B   in ter v al  w ith   co n s tan 5 d B   s tep   s ize.   Hav in g   c o n s tan s tep   s ize  o f   5   d B ,   th e   d ataset  in clu d es  an   eq u ab ly   d is tr ib u ted   n u m b er   o f   s am p les  o n   u s ad o   s ca le  o f   t h SNR .   T h d ata  s et  in clu d es  n eg ativ e   d B   v alu es  co r r esp o n d in g   to   h ig h ly   n o is y   o r   s ig n if ican tly   in ter f er ed   s ce n ar io s .   Sp ec ial   atten tio n   is   g iv en   to   ac cu r a tely   s im u late  s u ch   co n d itio n s .   All sig n als in   th s et  o f   d ata  ar e   r ep r esen ted   b y   1 0 , 0 0 0   s am p les.   T h lar g s am p le  s ize  is   ch o s en   to   p r o v id ad e q u ate  d ata  f o r   th m ac h in lea r n in g   m o d e ls   to   lear n   th ch ar ac ter is tics   o f   ev er y   m o d u latio n   ty p ef f ec tiv ely .   T h s ig n als  wer g en er ated   ac r o s s   d if f er en SNR s   an d   m u ltip ath   f ad in g   ch an n els  to   m o d el  r ea lis tic  co m m u n i ca tio n   en v ir o n m en ts .   T h is   d iv er s ity   in   th d ataset   aid s   in   b u ild i n g   r o b u s m o d e ls   th at  g en er alize   well  ac r o s s   d if f er e n co n d itio n s .   I t   m ea n s   th at  th m ac h i n e   lear n in g   m o d els  to   b tr ain ed   b ased   o n   th is   d ataset  will  b ap p licab le  an d   ef f ec tiv ag ain s all  ty p es  o f   r ea l - life   s itu atio n s ,   in clu d in g   th o s e   with   lar g n o is an d   i n ter f er e n ce .   I n   th is   p ap er ,   cr o s s - v ali d atio n   h as  b ee n   u s ed   in   o r d e r   to   en s u r r o b u s t e v a lu atio n   an d   v alid atio n   f o r   ML   m o d els.   Fig u r 3   s h o ws  th e   p r o ce s s   o f   cr o s s - v alid atio n .   Su c h   m eth o d s   p r o v i d f u ll  in s ig h in to   t h e   p er f o r m an ce   o f   th m o d el   an d   p r e v en t   o v er f itti n g .   C r o s s - v alid atio n ,   o n   th o th er   h an d ,   is   m o r e   r ig o r o u s ,   en tailin g   th e   d iv is io n   o f   d ata  i n to   a   n u m b er   o f   f o ld s   a n d   iter ativ ely   tr ain in g   an d   test in g   a   m o d el  o n   d if f er e n t   s u b s ets o f   d ata.   T h is   g iv es a   m o r r ea lis tic  m o d el  p e r f o r m an ce   esti m ate.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       Dev elo p men t o f m a ch i n lea r n in g   tech n iq u es fo r   a u t o ma tic  mo d u la tio n   …  ( P .   G.   V a r n a   K u ma r   R ed d y )   295       Fig u r 3 .   C r o s s   v ali d atio n   p r o ce s s       T h d ataset  is   d iv id ed   in to   eq u ally   s ized   f o ld s   ( co m m o n l y   5   o r   1 0 ) .   E ac h   f o ld   s er v es  a s   test in g   s et  o n ce ,   wh ile  th r em ain in g   K - 1   f o ld s   ar c o m b in e d   to   f o r m   th tr ain in g   s et  [ 4 9 ] .   T h m o d el  is   tr ain ed   an d   test ed   tim es,  ea ch   tim e   u s in g   d if f er e n f o ld   as  th e   test in g   s et.   T h e   r esu lts   ar t h en   av e r ag ed   t o   p r o v i d a   co m p r eh e n s iv ev alu atio n   m et r ic.   T ab le  5   p r esen ts   th p er f o r m an ce   o f   ML   class if ier s   at  1 0   d B   SNR ,   lin ea r   SVM ,   an d   b a g g ed   tr e es   ac h iev ed   g o o d   ac cu r ac y   th an   o th er s   in   AM C ,   ac h iev in g   th h ig h est  ac cu r ac ies  ac r o s s   b o t h   5 - f o l d   an d   1 0 - f o ld   cr o s s - v alid atio n .   Fin t r ee   an d   weig h ted   KNN  also   s h o w ed   co n s is ten p er f o r m a n ce ,   wh ile  b o o s ted   tr ee s   p r o v id e d   s o lid   p er f o r m an ce ,   p a r ticu lar ly   in   5 - f o ld   C V.   Ov er all,   en s em b le  m eth o d s   an d   SVMs  p r o v ed   h ig h l y   ef f ec tiv e.       T ab le  5 .   Per f o r m an ce   o f   ML   c lass if ier s   at  1 0   d B   SNR   M c l a ssi f i e r   H y p e r p a r a me t e r   o f   a c c u r a c y   5 - f o l d   C V   10 - f o l d   C V   DT   FT   9 6 . 7   9 5 . 8   MT   9 4 . 7   9 3 . 9   CT   9 4 . 7   9 4 . 6   S V M   Li n e a r   9 9 . 8   9 9 . 5   Q u a d r a t i c   9 6 . 6   9 7 . 3   C u b i c   9 4 . 3   9 4 . 4   F i n e   g a u ssi a n   9 2 . 3   9 2 . 9   M e d i u g a u ss i a n   9 2 . 1   9 2 . 4   C o a r se  g a u ss i a n   9 2 . 3   9 3 . 1   K N N   F i n e   9 7 . 3   9 3 . 5   M e d i u m   9 1 . 6   9 1 . 5   C o a r se   9 4 . 5   9 5 7   C o s i n e   9 3 . 8   9 4 . 2   C u b i c   9 6 . 3   9 5 . 8   W e i g h t e d   9 7 . 2   9 6 . 9   En se mb l e   c l a ssi f i e r s   B o o st e d   t r e e s   9 7 . 3   9 5 . 9   B a g g e d   t r e e s   9 7 . 8   9 7 . 4   S u b s p a c e   K N N   9 4 . 6   9 4 . 1   S u b s p a c e   d i scri mi n a n t   9 1 . 3   9 2 . 8   R u s b o o s t e d   t r e e s   8 9 . 6   8 9 . 5       Fig u r 4   p r esen ts   th e   p er f o r m an ce   o f   d if f er en DT   class if ier s   u n d er   v ar io u s   SNR s .   I is   o b s er v ed   th at   f in tr ee   o u p er f o r m e d   o th e r   class if ier s   with   m o r th an   3 ac cu r ac y   at  all  SNR s .   Fu r th er   is   o b s er v ed   th at  ev en   at  0   d B   SNR   f in tr ee   c lass if ier   ac h iev ed   an   ac cu r ac y   o f   8 4 . 2 an d   at  1 0   d B   SNR   it  i s   ac h iev ed   an   ac cu r ac y   o f   9 6 . 7 % with   5 - f o ld   C V.   Simi lar ly   Fig u r 5   p r esen ts   th p er f o r m a n ce   o f   v ar i o u s   KNN  clas s if ier s   at   d if f e re n SNR s .   Fro m   Fig u r 5 ,   it  is   o b s er v ed   th at  f in KN an d   weig h ted   KNN  ac h iev ed   an   ac c u r ac y   o f   m o r th an   8 0 % a n d   at  1 0   d B ,   t h ese  class if ier s   ar ac h iev ed   an   ac cu r ac y   o f   9 7 . 3 % a n d   9 7 . 2 % r esp ec tiv ely .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 :   28 7 - 30 1   296       Fig u r 4 .   Per f o r m an c o f   DT s   at  v ar io u s   SNR s           Fig u r 5 .   Per f o r m an c e   o f   KN Ns at  v ar io u s   SNR s       Fig u r 6   p r esen ts   th p er f o r m an ce   o f   v ar io u s   SVM  cla s s if ie r s   u n d er   d if f e r en SNR s .   Fro m   Fig u r 6 ,   it  is   o b s er v ed   th at  SVM  cla s s i f ier   with   lin ea r   k er n el  an d   co u r s g au s s ian   k er n el  o u tp er f o r m ed   all  o th er   k er n el  f u n ctio n s .   I is   o b s er v e d   th at   at  0 d   B   SNR ,   lin ea r   SVM  an d   co u r s g a u s s ian   SVM  class if ier s   ac h iev ed   an   ac cu r ac y   o f   8 4 . 3 an d   8 4 . 1 r esp ec tiv ely .   Fu r t h er ,   it   is   o b s er v e d   th at   th ese  class if ier s   ar ac h ie v ed   an   ac cu r ac y   o f   9 9 . 8 % a n d   9 9 . 6 % a t 1 0   d B   SNR .   Fig u r 7   p r esen ts   th p er f o r m an ce   o f   v ar io u s   en s em b le   class if ier s   u n d er   d if f er e n SNR s .   Fro m   Fig u r e   7 ,   it  is   o b s er v ed   th at   b ag g e d   tr ess   an d   b o o s ted   tr ess   o u tp er f o r m e d   all  o th e r   cl ass if ier s .   I is   also   o b s er v ed   t h at  at  0   d B   SNR ,   b ag g ed   tr ee s   a n d   b o o s ted   tr ee s   c lass if ier s   ar ac h iev ed   an   a cc u r ac y   o f   7 9 . 3 an d   7 8 . 7 r esp ec tiv ely .   Fu r th er ,   it  is   o b s er v ed   th at  t h ese  class if ier s   ar ac h iev e d   an   ac cu r ac y   o f   9 7 . 4 a n d   9 7 . 1 % a t 1 0   d B   SNR .   T ab le  6   p r esen ts   th p er f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   p r o p o s ed   ML   class if ier s   with   o th er   ex is tin g   m eth o d s .   T h is   s tu d y   co n f ir m s   th at  ML   tech n iq u es,  p ar ticu lar ly   SVMs  an d   en s em b le  m eth o d s ,   ar h ig h ly   ef f ec tiv f o r   AM C   task s ,   esp ec ially   at  m o d er ate   to   h ig h   SN R   lev el s .   T h s tr en g th   o f   lin ea r   SVM  an d   b a g g ed   tr ee s   in   r ea lizin g   h ig h   ac cu r ac y   ac r o s s   d if f er e n SNR s   m ak es  th em   p r etty   s u itab le  f o r   r ea l - wo r ld   ap p licatio n s   with   h ig h ly   v a r y in g   s ig n al   q u ality .   Dec is io n   tr ee s   a r r elev a n f o r   in te r p r etatio n ,   r elativ ely   ea s y   to   ap p ly ,   an d   less   ac cu r ate  th an   SVM s   an d   th en s em b le  m eth o d s .   Oth er   p r o m is in g   ap p r o ac h es  in clu d KNN  clas s if ier s ,   esp ec ially   f in KNN  a n d   wei g h ted   KNN,   w o r k in g   r ea lly   w ell,   esp ec ially   at  h i g h er   SNR s .   T h ese  r esu lts   th u s   s h o th p r o p e r   u s o f   class if ier s   an d   t u n in g   t h eir   h y p er - p a r am eter s   in   o r d er   to   attain   o p tim al  p er f o r m an ce   in   AM C   task s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.