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针对传统多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output， MIMO）空分复用发射天线数目识别方法，要求对于非合作方接收天线数目大于发射天线数目，以及特征寻找困难的问题，提出一种基于卷积神经网络的MIMO空分复用发射天线数目识别方法。方法通过单天线接收目标信号，采集数据，再由卷积神经网络（Convolutional Neural Networks， CNN）训练和测试。网络用发射端信号经过空时编码后表现出的不同特征，识别发射天线数目。通过仿真和实测数据验证了卷积神经网络对于发射天线数目识别的效果，实测数据在信噪比大于15dB时，识别率可以达到85%。