[发明专利]一种基于海洋环境噪声的数字脉冲间隔调制水声通信方法

说明书

本发明公开了一种基于海洋环境噪声的数字脉冲间隔调制水声通信方法，包括以下步骤：S1：在发射端对环境噪声进行采样获得环境噪声信号，对环境噪声信号进行参数估计得到特征指数α；S2：根据环境噪声信号的特征指数α，通过α稳定分布序列发生器获得SαS稳定分布序列，作为系统通信载体；S3：信源信息在发送端先进行信道编码，再进行串并转换，通过数字脉冲间隔调制(DPIM)信息调制器将分配到的数字信息调制到SαS稳定分布序列上；S4：在接收端，利用本地拷贝的同步信号确定信息信号开始的确切时间，然后通过接收到的同步信号进行信道估计与信道均衡；S5：在接收端通过估计相邻码元间的时延差(TDD)值，由译码器恢复出信号携带的数字信息，将解码信息进行并串转换与信道译码恢复出原始信息序列。本方法相比于传统DPIM系统，通信载体具有更好的隐蔽性，同时可实现可靠通信。

技术领域

本发明涉及水声通信领域，具体涉及一种基于海洋环境噪声的数字脉冲间隔调制水声通信方法。

背景技术

随着世界各国对海洋探索开发的逐渐深入，对水声通信的研究越来越受到民用与军事单位的重视。海洋国防领域也正处于快速发展时期，充分探索开发海洋及其资源为各个国家重要的战略任务。随着需求的增加和应用的多样化，对水下信息传输提出了更高的要求，水声通信系统的隐蔽性问题已经成为一个重要限制因素，尤其是在水下传感器网络和军事应用领域，故水声通信的隐蔽性一直是一个亟待研究的问题。

传统伪装隐蔽水声通信系统一般使用时延差调制或脉冲位置调制进行调制，DPIM是其中一种具有高能效比的调制技术，具有较强的抗信道干扰能力，能可靠传输信息，该调制方式的特性使得其在水声通信领域具有应用优势。在传统DPIM的伪装隐蔽水声通信系统中，脉冲信号大多采用线性调频信号与仿生信号，但其分别由于高时间分辨率与模仿生物时空分布范围限制，导致其波形隐蔽性不足。

有鉴于此，设计一种新型的水声通信方法是至关重要的。

发明内容

针对上述提到传统伪装隐蔽水声通信存在通信载体隐蔽性不足的问题，本申请的实施例中提供一种基于海洋环境噪声的数字脉冲间隔调制水声通信方法，包括以下步骤：

S1：在发射端对环境噪声进行采样获得环境噪声信号，对环境噪声信号进行参数估计得到特征指数α；

S2：根据环境噪声信号的特征指数α，通过α稳定分布序列发生器获得SαS稳定分布序列，作为系统通信载体；

S3：信源信息在发送端先进行信道编码，再进行串并转换，得到数字信息，通过DPIM信息调制器将分配到的数字信息调制到SαS稳定分布序列上；

S4：在接收端，利用本地拷贝的同步信号确定信息信号开始的确切时间，通过接收到的同步信号进行信道估计与信道均衡；

S5：在接收端通过估计相邻码元间的TDD值，由译码器恢复出信号携带的数字信息，将解码信息进行并串转换与信道译码恢复出原始信息序列。

在一些实施例中，步骤S1具体包括：

S11：在所述发射端对环境信道进行采样获得所述环境噪声信号；

S12：将所述环境噪声信号进行参数估计获得特征指数α。

对发射端环境噪声进行参数估计，根据估计得到的参数，可生成符合环境噪声统计特征的SαS稳定分布序列，提升发射信号的隐蔽性。

在一些实施例中，步骤S3具体包括：

S31：信源信息b(t)在所述发射端经过信道编码，再进行串并转换，得到数字信息，然后将每信息分为一组，其中M为调制阶数；

S32：根据分组后的数字信息，所述DPIM信息调制器对生成的SαS稳定分布序列P_i(t)进行编码，编码完成后的一个码元信号可表示为如下所示：