[發(fā)明專利]基于鯨類叫聲脈沖時間長度的通信方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810573676.8
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN108880698B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 蔣佳佳;段發(fā)階;王憲全;李春月;傅驍;卜令冉;孫中波;黃婷婷;馬凌
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H04B11/00
• 分類號: H04B11/00;H04B13/02;G10L19/20
• 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

1.一種基于鯨類叫聲脈沖時間長度的通信方法，其特征是，步驟如下：

第一步：通信信息發(fā)送端的編碼方法如下：

持續(xù)時間最長的叫聲脈沖的持續(xù)時間長度用M1表示，持續(xù)時間最短的叫聲脈沖的持續(xù)時間長度用M2表示；

進一步地，在M1的基礎上加上△T得到M3，即M3＝M1+△T；且在M2的基礎上減去△T得到M4，即M4＝M2-△T；進一步地，△T代表一個時間長度，它的大小可根據(jù)實際應用需要進行設定；

進一步地，用M3減去M4獲得M5，也就是M5＝M3-M4；

進一步地，將時間段M5平均等分成2^K份，然后可知每份的時間長度M6為M6＝M5/2^K；K是一個自然數(shù)；

進一步地，在通信信息發(fā)送端，用t_p代表每個被發(fā)送的叫聲脈沖的持續(xù)時間長度；當t_p滿足M4+0×M6t_pM4+1×M6時，該叫聲脈沖編碼的通信信息為當t_p滿足M4+1×M6t_pM4+2×M6時，該叫聲脈沖編碼的通信信息為當t_p滿足M4+2×M6t_pM4+3×M6時，該叫聲脈沖編碼的通信信息為依此類推，當t_p滿足M4+(2^K-1)×M6t_pM4+2^K×M6時，該叫聲脈沖編碼的通信信息為

第二步：通信信息接收端的解碼方法如下：

對通信接收機接收到的每個叫聲脈沖進行短時能量譜計算；

進一步地，設定一個能量閾值E_T，計算出短時能量譜中能量值都大于E_T的時間長度，則該時間長度即為該叫聲脈沖的持續(xù)時間長度t_p；

進一步地，根據(jù)前述通信編碼原理，判斷t_p所屬的范圍；更具體地，當t_p滿足M4+0×M6t_pM4+1×M6時，通過該叫聲脈沖解碼出的通信信息為當t_p滿足M4+1×M6t_pM4+2×M6時，通過該叫聲脈沖解碼出的通信信息為當t_p滿足M4+2×M6t_pM4+3×M6時，通過該叫聲脈沖解碼出的通信信息為依此類推，當t_p滿足M4+(2^K-1)×M6t_pM4+2^K×M6時，通過該叫聲脈沖解碼出的通信信息為

2.一種基于鯨類叫聲脈沖時間長度的通信裝置，其特征是，結構如下：

通信發(fā)射平臺：

待傳輸?shù)耐ㄐ判畔⒈粋鬏數(shù)酵ㄐ啪幋a器，通信編碼器通過現(xiàn)場可編程門陣列FPGA硬件芯片來實現(xiàn)，通信編碼器根據(jù)權利要求1所述通信信息發(fā)送端的編碼方法，從鯨類叫聲脈沖庫中選取相應時間長度的叫聲脈沖，對通信息進行編碼，然后，將帶有編碼信息的鯨類叫聲脈沖傳輸給聲源；聲源鯨類叫聲脈沖發(fā)向水中；進一步地，鯨類叫聲脈沖庫由各種具有不同時間長度的鯨類產生的真實的叫聲脈沖組成，鯨類叫聲脈沖庫存儲在數(shù)據(jù)存儲硬件芯片上；

通信接收平臺的實現(xiàn)如下：

鯨類叫聲脈沖信號被水聽器接收到后，水聽器將聲信號轉換成電信號，然后傳輸至短時能量譜計算器；

進一步地，短時能量譜計算器對接收到的信號進行短時能量譜計算后，獲得每個叫聲脈沖的短時能量譜，然后，再將每個叫聲脈沖的短時能量譜傳送至脈沖長度計算器；

進一步地，基于設定的能量閾值E_T，脈沖長度計算器計算出每個叫聲脈沖的持續(xù)時間長度t_p，然后，再將t_p傳送至通信解碼器；

進一步地，根據(jù)權利要求1所述通信信息接收端的解碼方法，通信解碼器根據(jù)t_p的大小，對通信信息進行解碼，然后將解碼出的通信信息通過通信信號輸出器輸出。