申请/专利权人：天津大学

申请日：2023-01-09

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN116132234B

主分类号：H04L27/20

分类号：H04L27/20;H04B13/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2023.06.02#实质审查的生效;2023.05.16#公开

摘要：本发明公开了一种利用鲸目动物哨声相位编码的水下隐蔽通信方法及装置，方法包括：将编码比特信息“0”，“1”映射为双极性不归零码“+1”，“‑1”；确定每一个鲸目动物哨声信号所能编码信息码元的数量以对码元进行分组；根据选取的鲸目动物哨声的时宽及码元宽度设定每个鲸目动物哨声的分帧数：根据相移键控的进制数，对每组码元进行脉冲成型滤波，所述脉冲成型滤波器为由发射端的根升余弦滚降滤波器和接收端的根升余弦滚降滤波器组合而成的升余弦滚降滤波器；根据所采用相移键控的进制数，将脉冲成型后的信号调制在鲸目动物哨声。装置包括：通信发射平台和通信接收平台。

主权项：1.一种利用鲸目动物哨声相位编码的水下隐蔽通信方法，其特征在于，所述方法包括：将编码比特信息“0”，“1”映射为双极性不归零码“+1”，“-1”；确定每一个鲸目动物哨声信号xit所能编码信息码元的数量Si以对码元进行分组；根据选取的鲸目动物哨声xit的时宽Ti及码元宽度TB设定每个鲸目动物哨声的分帧数：根据相移键控的进制数K，对每组码元进行脉冲成型滤波，所述脉冲成型滤波器为由发射端的根升余弦滚降滤波器和接收端的根升余弦滚降滤波器组合而成的升余弦滚降滤波器；根据所采用相移键控的进制数K，将脉冲成型后的信号调制在鲸目动物哨声；所述方法采用等幅鲸目动物哨声作为载波，降低通信误码率；其中，根据相移键控的进制数K，对每组码元进行脉冲成型滤波，脉冲成型滤波器使用由发射端的根升余弦滚降滤波器和接收端的根升余弦滚降滤波器组合而成的升余弦滚降滤波器，当K＝2即采用二进制相移键控时，对每组码元分别进行补零插值得到多组序列sqit，并对序列sqit进行根升余弦滚降滤波，得到滤波信号sit；当K＝4即采用四进制相移键控时，对映射的双极性不归零码“+1”，“-1”进行串并转换，将其分为I路和Q路两路码元，对两路中的每组码元分别进行补零插值得到多组序列sqIit和sqQit，并对序列sqIit和sqQit分别进行根升余弦滚降滤波，得到滤波信号sIit和sQit；根据所采用相移键控的进制数K，将脉冲成型后的信号调制在鲸目动物哨声，当K＝2即采用二进制相移键控时，将鲸目动物哨声信号xit作为载波，与对应的滤波信号sit相乘，得到仿生通信信号yit，yit＝sit·xit；当K＝4即采用四进制相移键控时，将鲸目动物哨声信号xit和将xit相位滞后90°的信号xQit分别作为I路和Q路的载波与对应的滤波信号sIit和sQit相乘，得到I路信号yIit和Q路信号yQit，并将其相减得到最终的仿生通信信号yit＝yIit-yQit；接收端的解码方法为：首先，通过对同步码SC的拷贝相关处理进行同步定时，获取仿生通信信号yit的时间基准，确定每个仿生通信信号yit对应的原始鲸目动物哨声信号即载波信号xit，以及每个仿生通信信号yit的起始时刻，并对每个仿生通信信号yit进行脉冲摘取；将摘取的每个仿生通信信号yit分别与其对应的载波xit或xit及-xQit相乘，并利用与发射端相同的根升余弦滚降滤波器进行匹配滤波，这与发射端的根升余弦滚降滤波器组合等效于一个滚降系数为α的升余弦滚降滤波器ht： 其中，TB为相位编码采用的码元宽度；从而得到匹配滤波后的信号shit，其中滚降系数α应根据通信系统对定时误差、频带利用率和所构仿生通信信号与原始鲸目动物哨声的相似度的要求，在0≤α≤1间选取；所述方法对匹配滤波后的信号shit进行低通滤波，去除高频分量后，根据同步码拷贝相关提供的时间基准产生与码元宽度TB相同的定时脉冲，并对低通滤波后的信号进行抽样判决，从而实现通信信息的解码。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津大学 利用鲸目动物哨声相位编码的水下隐蔽通信方法及装置

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