[發(fā)明專(zhuān)利]基于虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡M元仿生信號(hào)編碼的水聲通信方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310331508.5
• 申請(qǐng)日: 2013-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103401619A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷敬偉;韓笑;杜鵬宇;張曉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B13/02
• 分類(lèi)號(hào): H04B13/02;H04B11/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種水聲通信方法，更確切地說(shuō)是一種基于虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡M元仿生信號(hào)編碼的水聲通信方法。?

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)水聲通信隱蔽性的要求不斷提高。仿生是一種隱蔽水聲通信可以采取的方法，與單純的降低信噪比不同，仿生是用水聲環(huán)境中自然存在的信號(hào)做調(diào)制波形，這種信號(hào)可以選用海豚、鯨魚(yú)等海洋哺乳動(dòng)物發(fā)出的聲音。目前將海豚Whistles信號(hào)應(yīng)用于水聲通信編碼方面的研究甚少。?

M元擴(kuò)頻通信通過(guò)擴(kuò)頻碼序列選擇器，將多個(gè)信息比特映射成一條偽隨機(jī)序列，再進(jìn)行載波調(diào)制作為發(fā)射信號(hào)。該通信方式可以大幅度改善系統(tǒng)的通信速率，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有較強(qiáng)的處理增益和抗多途能力，具有很好的通信隱蔽性的基于虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡M元仿生信號(hào)編碼的水聲通信方法。?

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：?

在發(fā)射端：?

（1）二進(jìn)制信息比特流進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換；?

（2）通過(guò)信號(hào)碼選擇器選擇一條海豚Whistles信號(hào)輸出；?

（3）編碼信號(hào)之前添加同步碼產(chǎn)生一幀信號(hào)，同步碼采用一段Whistles信號(hào)；?

（4）將幀信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大后通過(guò)換能器發(fā)射出去；?

在接收端：?

（5）首先對(duì)水聽(tīng)器接收來(lái)的信號(hào)進(jìn)行信道均衡，信道均衡采用虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)；?

（6）對(duì)信道均衡后的信號(hào)進(jìn)行同步以確定信號(hào)開(kāi)始的時(shí)基，并通過(guò)該時(shí)基截取編碼信號(hào)；?

（7）將編碼信號(hào)送入M個(gè)拷貝相關(guān)器，根據(jù)相關(guān)器輸出結(jié)果的最大值進(jìn)行解碼；?

（8）信息并串轉(zhuǎn)換還原發(fā)送序列。?

本發(fā)明地方法具有較強(qiáng)的處理增益和抗多途能力，且仿生的信號(hào)不易被截獲，具有很好的通信隱蔽性。?

海豚Whistles信號(hào)時(shí)間帶寬積較大，解碼時(shí)可獲得較大處理增益。采用虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)進(jìn)行信道均衡，能聚焦多途能量，獲得聚焦增益，增強(qiáng)系統(tǒng)抗多途能力。海豚Whistles信號(hào)?不同于線性調(diào)頻信號(hào)等有規(guī)編碼信號(hào)，其是海洋環(huán)境中真實(shí)存在的，不容易被截獲因此具有較強(qiáng)的通信隱蔽性。本發(fā)明的方法特別適合對(duì)通信隱蔽性要求較高的平臺(tái)。?

附圖說(shuō)明

圖1為海豚Whistles信號(hào)的時(shí)域波形；?

圖2為海豚Whistles信號(hào)的時(shí)頻分析圖；?

圖3a-圖3b為M元仿生信號(hào)編碼通信示意圖，其中圖3a為發(fā)射端框圖，圖3b為接收端框圖；?

圖4為虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡應(yīng)用框圖；?

圖5為實(shí)驗(yàn)布局示意圖；?

圖6a-圖6b為同步檢測(cè)輸出結(jié)果，其中圖6a為未采用虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡，圖6b為采用虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡；?

圖7a-圖7b為解碼處理結(jié)果，其中圖7a為未采用虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡，圖7b為采用虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡；?

圖8為本發(fā)明的流程圖。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：?

結(jié)合圖8，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟。?

在發(fā)射端：?

（1）二進(jìn)制信息比特流進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換；?

（2）通過(guò)信號(hào)碼選擇器選擇一條海豚Whistles信號(hào)輸出；?

（3）編碼信號(hào)之前添加同步碼產(chǎn)生一幀信號(hào)，同步碼采用一段Whistles信號(hào)；?

（4）將幀信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大后通過(guò)換能器發(fā)射出去。?

在接收端：?

（1）首先對(duì)水聽(tīng)器接收來(lái)的信號(hào)進(jìn)行信道均衡，信道均衡采用虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)；?

（2）對(duì)信道均衡后的信號(hào)進(jìn)行同步以確定信號(hào)開(kāi)始的時(shí)基，并通過(guò)該時(shí)基截取編碼信號(hào)；?

（3）將編碼信號(hào)送入M個(gè)拷貝相關(guān)器，根據(jù)相關(guān)器輸出結(jié)果的最大值進(jìn)行解碼；?

（4）信息并串轉(zhuǎn)換還原發(fā)送序列。?

1、海豚Whistles信號(hào)分析?

海洋哺乳動(dòng)物發(fā)出的信號(hào)為非平穩(wěn)信號(hào)。傳統(tǒng)的信號(hào)分析手段，如傅里葉變換反映不出信號(hào)頻率隨時(shí)間變化的行為，只適合分析平穩(wěn)信號(hào)，而對(duì)頻率隨時(shí)間變化的非平穩(wěn)信號(hào)只能給出一個(gè)總的平均效果。時(shí)頻分析的方法可用于分析非平穩(wěn)信號(hào)，可以描述信號(hào)的頻率隨時(shí)?間變化的特點(diǎn)。?