[發(fā)明專利]一種基于FSK調(diào)制的仿鯨目whistle叫聲的偽裝通信信號識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011510887.0
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112669875B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣佳佳;喬飛;段發(fā)階;傅驍;王憲全;李春月;孫中波;崔錦東;苗宇
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G10L25/18
• 分類號: G10L25/18;G10L25/51;H04L27/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉子文

1.一種基于FSK調(diào)制的仿鯨目whistle叫聲的偽裝通信信號識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)檢測未知鯨目動物whistle叫聲中是否存在固定的碼元寬度τ；具體如下：

(101)截獲一段時長為T_r(0.5s≤T_r≤30s)的未知鯨目動物whistle叫聲信號，并利用短時傅里葉變換(Short Time Fourier Transform，STFT)對截取到的未知鯨目動物whistle叫聲信號進(jìn)行處理得到時頻譜圖；

(102)處理得到的時頻譜圖中共有N個采樣點；T_i和T_i+1為N個采樣點中任意相鄰的兩個采樣點，采樣點T_i對應(yīng)的頻率為f_i，采樣點T_i+1對應(yīng)的頻率為f_i+1，i＝1，2，...，N-1；

(103)從N個采樣點中第一個采樣點開始，依次求T_i和T_i+1對應(yīng)的頻率差值Δf_i＝|f_i+1-f_i|，到第N個采樣點結(jié)束；

(104)真實鯨目動物whistle叫聲頻率隨時間連續(xù)變化，基于FSK調(diào)制的仿鯨目動物whistle叫聲頻率在相鄰的碼元之間存在固定的頻率跳變值；設(shè)頻率差值的閾值為ΔF；當(dāng)Δf_i≥ΔF時，即可判斷此時頻率發(fā)生了跳變，記錄此時跳變點為Th_j，Th_j＝T_i，頻率跳變值fh_j，fh_j＝Δf_i；

(105)統(tǒng)計頻率跳變點Th_j的總數(shù)N_h，計算N_h與采樣點總數(shù)N的比值；設(shè)比例閾值為p，用于判斷截取的未知鯨目動物whistle叫聲是偽裝的還是真實的whistle叫聲；當(dāng)時，未知鯨目動物whistle信號為仿whistle信號；當(dāng)時，未知鯨目動物whistle信號為真實whistle信號；

(106)記相鄰兩個跳變點之間的時間差為τs_m；

τs_m＝|Th_j-Th_j+1|

統(tǒng)計τs_m的分布規(guī)律，若τs_m近似為min{τs_m}的整數(shù)倍，則碼元寬度τ＝min{τs_m}；

(2)當(dāng)檢測出碼元寬度τ之后，檢測跳頻值f_FSK，具體如下：

(201)求出一段未知whistle時頻譜上所有的頻率跳變值fh_j；

(202)統(tǒng)計頻率跳變值fh_j的分布規(guī)律；

(203)當(dāng)檢測出大量的頻率跳變值fh_j，根據(jù)拉依達(dá)準(zhǔn)則剔除偏離頻率區(qū)間的頻率跳變值fh_j，則其中，f_FSK為跳頻值，N_h為頻率跳變點的總數(shù)，σ為頻率范圍，-100Hz≤σ≤100Hz；

(204)當(dāng)檢測到未知鯨目動物whistle叫聲信號中固定的碼元寬度τ和跳頻值f_FSK，則表示該段whistle叫聲中存在著人為的頻率跳變，即能夠判斷其為基于FSK調(diào)制的仿鯨目whistle叫聲的偽裝通信信號。