[發明專利]一種偽裝聲通信的調制與解調方法

有效

• 申請號: 201710002090.1
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN108270492B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 楊少凡;郭中源;郭圣明;賈寧;黃建純;馬力
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04B11/00
• 分類號: H04B11/00;H04B13/02;H04B1/7073
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;楊青

1.一種偽裝聲通信的調制方法，包括：

步驟101、對載體音頻信號進行分幀處理，得到多幀數據；

步驟102、對步驟101所得到的各幀數據做DFT變換，得到頻譜系數；

步驟103、結合擴頻碼對步驟102得到的頻譜系數做擴頻調制，得到擴頻調制后的頻譜系數；

在步驟103中，采用調幅的方式對頻譜系數做擴頻調制，其表達式為：

Y_i(k)＝X_i(k)·(1+b_i·δ_i(k)·ω(k))；

其中，Y_i(k)為擴頻調制后的頻譜系數；X_i(k)為擴頻調制前的頻譜系數；δ_i(k)表示調幅因子，用來度量Y_i(k)相比X_i(k)幅度的改變量；ω(k)表示擴頻碼；b_i∈{±1}表示第i幀數據攜帶的信息；

步驟104、對步驟103得到的擴頻調制后的頻譜系數通過IDFT變換到時域，然后再做加窗處理，最后按分幀規則重新組合每幀時域信號，合成攜帶信息的音頻信號后發射。

2.根據權利要求1所述的偽裝聲通信的調制方法，其特征在于，在步驟101中，采用重疊分幀的方式或無重疊分幀的方式對載體音頻信號進行分幀處理。

3.一種偽裝聲通信的調制方法，包括：

步驟101、對載體音頻信號進行分幀處理，得到多幀數據；

步驟102、對步驟101所得到的各幀數據做DFT變換，得到頻譜系數；

步驟103、結合擴頻碼對步驟102得到的頻譜系數做擴頻調制，得到擴頻調制后的頻譜系數；

在步驟103中，采用調相的方式對頻譜系數做擴頻調制，其表達式為：

其中，Y_i(k)為擴頻調制后的頻譜系數；X_i(k)為擴頻調制前的頻譜系數；λ_i(k)表示調相因子，用來度量Y_i(k)相比X_i(k)相位的改變量；ω(k)表示擴頻碼；

步驟104、對步驟103得到的擴頻調制后的頻譜系數通過IDFT變換到時域，然后再做加窗處理，最后按分幀規則重新組合每幀時域信號，合成攜帶信息的音頻信號后發射。

4.一種偽裝聲通信的解調方法，用于對權利要求1-2之一的偽裝聲通信的調制方法所生成的信號進行解調；該方法包括：

步驟201、接收端對所接收的信號進行采樣，然后對采樣所得到的信號進行時間同步，最后對經過時間同步的信號做信道均衡；

步驟202、從經過同步與信道均衡后的信號中截取含有信息的數據片段，然后對含有信息的數據片段進行分幀；

步驟203、對分幀后所得到的各幀信號做DFT變換，得到各幀信號的頻譜系數；

步驟204、用擴頻碼與步驟203得到的各幀信號的頻譜系數作相關處理，得到相關解碼結果。

5.根據權利要求4所述的偽裝聲通信的解調方法，其特征在于，在步驟201中，對采樣所得到的信號進行時間同步包括：用調制時所用到的載體音頻信號對各陣元采樣所得到的信號作拷貝相關處理，并將最大相關值與某一設定的門限進行比較，大于門限值則判定信號到達，實現時間同步。

6.根據權利要求4所述的偽裝聲通信的解調方法，其特征在于，在步驟201中，對經過時間同步的信號做信道均衡包括：首先將載體音頻信號生成訓練矩陣，然后采用正交匹配追蹤方法進行信道估計，將各陣元接收數據與該陣元估計信道的時間反轉共軛作卷積，疊加所有陣元數據實現虛擬時間反轉鏡信道均衡。

7.根據權利要求4所述的偽裝聲通信的解調方法，其特征在于，在步驟204中，所述擴頻碼為權利要求1-2之一的偽裝聲通信的調制方法中所采用的擴頻碼。

8.根據權利要求4所述的偽裝聲通信的解調方法，其特征在于，所述步驟204進一步包括：

判斷步驟203得到的各幀信號的頻譜系數的調制方式，根據調制方式選擇相應的解碼方法，包括：

(1)若采用Y_i(k)＝X_i(k)·(1+b_i·δ_i(k)·ω(k))的調制形式，解碼方法如下：

(2)若采用的調制形式，解碼方法如下

其中，C_i為解碼結果；Y_i^R(k)為步驟203得到的各幀信號的頻譜系數。