[发明专利]一种仿海洋打桩声源的隐蔽水声通信方法

说明书

本发明提供的是一种仿海洋打桩声源的隐蔽水声通信方法。针对海洋打桩声信号特点，设计了基于其近似等间隔脉冲声特性的信息调制方法；设计具有特定跳时规律的打桩声序列作为同步信号。保证了该伪装隐蔽水声通信方法中通信信号均为打桩声信号。解调时针对打桩声信号采用基追踪算法估计信道，利用被动相位共轭技术实现打桩声信号能量聚集，最后利用相关器实现信息解调。本发明从伪装隐蔽角度出发，将信源信息隐藏在打桩声信号的时间间隔内，使通信信号被当作海洋环境噪声排除，进而有效地实现远程隐蔽水声通信。

技术领域

本发明涉及一种隐蔽水声通信方法。

背景技术

传统的隐蔽通信方法是使通信信号隐藏于背景噪声中，即从低信噪比角度出发的隐蔽水声通信。但是由于水声信道的时变、空变、频空等特性，相同声源级的信号不能实现在不同距离上的隐蔽通信，尤其当收发节点间存在监听设备时，将无法实现隐蔽通信。

公开号为CN103368660A的专利文件中公开了一种基于差分Pattern时延差编码的仿生水声通信方法。该方法将海豚叫声信号应用于差分Pattern时延差编码通信体制中，从而实现仿生隐蔽通信。公开号为CN103401619A的专利文件中公开了一种基于虚拟时间反转镜M元仿生信号编码的水声通信方法，该方法同样采用海豚叫声信号进行调制，实现隐蔽通信。这两种通信体制均采用时延差编码方式，并都以海豚的嘀嗒声信号作为载波调制信息。公开号为CN103280221A的专利文件中公开了一种基于基追踪的音频无损压缩编码、解码方法及系统。该方法采用的基追踪算法既参与音频信号的编码过程、又参与解码过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现仿生伪装隐蔽水声通信的仿海洋打桩声源的隐蔽水声通信方法。

本发明的目的是这样实现的：

在发送端：

步骤1：提取一组海洋打桩声音信号脉冲，分析并计算海洋打桩声音信号脉冲的平均周期间隔T；

步骤2：利用打桩声脉冲信号作为载波，以步骤1中得到的平均周期间隔T排列海洋打桩声音信号，在人耳听觉感知范围内，分别对每个海洋打桩声音信号进行时移形成携带信息的仿生已调信号；

步骤3：定义跳时宽度，依照跳时码序列对海洋打桩声音信号进行时移，生成基于跳时扩频码和海洋打桩声音信号的仿生同步信号；

步骤4：在步骤3生成的仿生同步信号与步骤2生成的仿生已调信号之间插入长度为T的时间间隔，形成一帧仿生通信信号，所述仿生通信信号通过发射机功放送入水声信道，并在接收端接收信号；

在接收端：

步骤5：根据跳时扩频码和海洋打桩声音信号设计本地同步参考信号，采用匹配相关法实现同步信号捕获，以此确定仿生调制信号的位置；

步骤6：利用基于压缩感知的基追踪技术，对步骤5捕获的同步信号进行信道估计，估计信道冲激响应；

步骤7：基于步骤6得到的信道估计结果，对步骤5捕获的同步信号进行被动相位共轭处理；

步骤8：对步骤7均衡处理后的信号进行解调，恢复信源信息。

本发明还可以包括：

1、步骤2中所述的以步骤1中得到的平均周期间隔T排列海洋打桩声音信号，是以等周期排列的打桩声信号为参考点，根据信源信息代表的不同时延长度，调整每个打桩声信号的位置。

2、步骤3中所述的依照跳时码序列对海洋打桩声音信号进行时移，是以等周期排列的打桩声信号为中心，在预先设定的跳时宽度范围内，根据跳时扩频码对打桩声信号做前后时移，以此形成同步信号。