[发明专利]一种猝发混合扩频水声隐蔽通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种猝发混合扩频水声隐蔽通信方法。

背景技术

随着世界各国海洋开发和海洋军事领域的飞速发展，如何实现稳健的、隐蔽的水声通信成为一个新的研究热点。水声信道是一带宽有限、多途和噪声干扰比较强的时变、频变和空变的信道，水声信道的复杂性以及多变性严重限制了水声通信的性能。扩频通信具有抗干扰能力、抗信道衰落能力强以及低截获率等优点，被广泛应用于水声远程、可靠、隐蔽通信中。

为了实现低检测概率的隐蔽通信，最简单的方法采用直接序列扩频的方法，并采用RAKE接收机以及空间分集等技术提高接收信噪比，从而达到降低声源级、降低截获概率的目的，虽然直接序列扩频可以在很低的信噪比下工作，在时域很难被检测，然而由于采用固定的载波频率调制，通过频域检测的方法容易被发现；跳频通信方式在直接序列扩频的基础上，用PN扩频码控制周期性的改变载波频率，因此造成了侦听的难度，降低了截获概率，而跳频通信占用的带宽比较宽，频带利用率低。

发明内容

本发明目的在于提供一种猝发混合扩频水声隐蔽通信方法，能够有效提高信号的抗干扰能力和抗截获能力，并且频带利用率高。

实现本发明目的技术方案：

一种猝发混合扩频水声隐蔽通信方法，其特征在于：

步骤1：将要发送的信息分为三组，将三组信息分别采用BPSK扩频调制、CSK扩频调制和MFSK扩频调制，并将前述三路信号混合调制在频率正交的载波上；

步骤2：将前述混合调制后的信号以脉冲的形式随机发送；

步骤3：接收端采用时频二维搜索算法对信号进行捕获和跟踪；

步骤4：对同步后的信号进行解调，将解调后的数据并串转换，得到发送的信息。

步骤1中，BPSK扩频调制作为同步信号，同时携带1比特信息，CSK扩频调制需将调制的信息映射到扩频码的码元相位上，MFSK扩频调制可以根据信道情况调整频率间隔。

步骤4中，对同步后的信号进行解调时，CSK扩频信号和MFSK扩频信号采用非相干方式解调，对BPSK扩频信号采用相干方式解调。

步骤3中，采用BPSK扩频信号为同步信号。

步骤4中，对BPSK扩频信号解调前需要估计载波相位，载波相位可以借助自身信号估计。

本发明具有的有益效果：

本发明将要发送的信息分为三组，将三组信息分别采用BPSK扩频调制、CSK扩频调制和MFSK扩频调制，并将前述三路信号混合调制在频率正交的载波上，将混合调制后的信号以脉冲的形式随机发送，由于采用扩频调制，且时间上随机的发送短时脉冲信号，可以有效的提高信号的抗干扰能力和降低信号的截获概率。由于猝发信号中混合了三路信号，BPSK调制支路信号作为同步信号且携带信息，CSK调制和MFSK调制具有较高的频带利用率，且可根据信道情况灵活的调节通信速率，因此，本发明具有抗干扰能力强、低截获概率和高频带利用率等优点。另外，本发明采用时频二维搜索算法对信号进行捕获和跟踪，根据三路信号的特点，采用BPSK扩频信号为捕获信号，可有效降低运算量。

附图说明

图1为猝发混合扩频通信系统发射机框图；

图2为扩频前正交MFSK信号频谱示意图；

图3为扩频后MFSK信号频谱示意图；

图4为时频二维序列捕获原理框图；

图5为猝发混合扩频系统的接收机框图；

图6为MFSK非相干最大似然接收机。

具体实施方式

本发明猝发混合扩频水声隐蔽通信方法，具体包括如下步骤：

步骤1：将要发送的信息分为三组，将三组信息分别采用BPSK扩频调制、CSK扩频调制和MFSK扩频调制，并将前述三路信号混合调制在频率正交的载波上；

步骤1中，BPSK扩频调制作为同步信号，同时携带1比特信息，CSK扩频调制需将调制的信息映射到扩频码的码元相位上，MFSK扩频调制可以根据信道情况调整频率间隔。

步骤2：将前述混合调制后的信号以脉冲的形式随机发送；

步骤3：接收端采用时频二维搜索算法对信号进行捕获和跟踪；

步骤3中，采用BPSK扩频信号为同步信号。

步骤4：对同步后的信号进行解调，将解调后的数据并串转换，得到发送的信息。

步骤4中，对同步后的信号进行解调时，CSK扩频信号和MFSK扩频信号采用非相干方式解调，对BPSK扩频信号采用相干方式解调。对BPSK扩频信号解调前需要估计载波相位，载波相位可以借助自身信号估计。