[發明專利]利用長肢領航鯨叫聲諧波數量進行編碼的通信方法及裝置

在審

• 申請號: 201711489378.2
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108055087A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 蔣佳佳;段發階;王憲全;李春月;卜令冉;孫中波;傅驍;黃婷婷;馬凌
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04B11/00;H04K1/00;G10L19/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

本發明屬于通信技術領域，為提高水聲通信的隱蔽性。為此，本發明采用的技術方案是，利用長肢領航鯨叫聲諧波數量進行編碼的通信裝置，包括鯨叫聲波形存儲器、鯨叫聲分組器，通信參數設置器、通信編碼器、換能器、水聽器、通信解碼器和輸出器構成，在發送端，鯨叫聲波形存儲器、鯨叫聲分組器，通信編碼器、換能器依次相連，通信編碼器還與通信參數設置器相連；在接收端，水聽器、通信解碼器和輸出器依次相連。本發明主要應用于水下通信場合。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，特別是一種利用長肢領航鯨叫聲諧波數量進行編碼的隱蔽通信方法及裝置。

背景技術

水下隱蔽聲波通信在軍事應用中具有非常重要的作用。水下聲波通信設備在進行通信時，必須向水中發射出聲波信號，以傳遞通信信號給通信接收方。由于水下聲波通信設備必須向水中發射出聲波信號，而這些聲波信號很容易被敵人的偵查系統探測和識別，所以水下隱蔽聲波通信設備的隱蔽性與水下隱蔽聲波通信設備所發出的聲波信號有直接的關系。為了提高水聲通信的隱蔽性，傳統方法一般采用頻率在跳變的線性調頻信號作為載頻波形來增加敵人的偵查系統解碼通信信息的難度，但是，由于線性調頻信號具有非常明顯的特征，如它的頻率線性變化、它的功率譜為矩形等，所以很容易引起敵人偵查系統的注意，一旦敵人的偵查系統注意到了這些信息，就能利用這些線性調頻信號對水下聲波通信設備進行定位或是摧毀。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明旨在提高水聲通信的隱蔽性。為此，本發明采用的技術方案是，利用長肢領航鯨叫聲諧波數量進行編碼的通信方法，從長肢領航鯨的叫聲中，找出M個叫聲，且M＝2N，M、N為正整數，利用M個不同的叫聲編碼N個比特的二進制數據，實現通信。

具體地：從M個不同的叫聲中任意取出2N-n個叫聲分為一組，n為一個小于N且大于零的整數，并將該組叫聲命名為GN-n；

根據N-n的大小，選用對應的叫聲分組GN-n，并讓每一個叫聲攜帶不同的N-n個比特通信信息，將通信過程中，每兩個相鄰叫聲之間的時間間隔設置為T，并按照進行發送。

在接收端，對接收到的信號進行歸一化的短時能量譜計算，通過設定一個合適的閾值TV1，去檢測和定位每個叫聲在所接收信號時間序列中的位置和持續時間長度；其中閾值TV1的取值范圍為0.01<TV1<0.8；接下來，根據每個叫聲的位置、持續時間長度和時頻圖譜去搜索該叫聲中時頻圖譜所包含主波和諧波的數量，計算出該叫聲所對應的主波與諧波數量之和的值，根據主波與諧波數量之和的值解碼出該叫聲所攜帶的通信信息。